半导体热电阻 负温度系数热敏电阻的工作原理

在电力设备的运行和维护过程中,我们经常会遇到电力设备的温度测量。在很多情况下,电力设备的温度参数是判断电力设备是否正常运行的重要指标。那么我们通常测量什么呢?测量的原理是什么?

在电力设备温度监控或仪表温度数据采集过程中,我们一般使用测温设备:热电阻和热电偶。

半导体热电阻 负温度系数热敏电阻的工作原理插图

一、热电阻和热电偶的测量原理。

1.热电偶的测量原理。

热电偶的工作原理是基于塞贝克效应,即两个成分不同的导体的两端连接成回路,如果两个连接端的温度不同,回路中就会产生热电流。

热电偶由两根不同的导线(热电极)组成,导线的一端焊接在一起,形成热电偶的测量端(也称为工作端)。将其插入待测温度的介质中;热电偶的另一端(参考端或自由端)与显示仪表相连。如果热电偶的测量端和参考端之间有温差,显示仪表将显示热电偶产生的热电动势。

2。热阻测量原理

热电阻是利用金属导体或半导体的电阻随温度变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分(感温元件)均匀地缠绕在由绝缘材料制成的骨架上或通过激光溅射工艺形成在基片上。当被测介质存在温度梯度时,被测温度为感温元件范围内介质层的平均温度。

二、热电偶和热电阻二次侧仪表的性能比较。

1.热电偶测温的基本原理是热电效应。二次仪表是电压表或电子电位计,用于提高精度。

2.电阻的工作原理是基于导体和半导体的电阻值随温度变化的特性,二次表是不平衡电桥。

三、热电偶和热电阻的基本导线系统。

1.根据热电偶测温原理,只有当其冷端温度不变时,被测温度才与热电势呈单值函数关系。在实际使用中,用热电特性与相应热电偶相似的廉价连接线(也叫补偿线)将热电偶的冷端延长到相对恒定的温度(最好是0度),如用铜康铜作为补偿线延长镍铬镍硅热电阻。因此,从热电偶到二次仪表有两条延长线。

2.热电阻和二次仪表通过铜线连接。为了减少环境变化带来的测量误差,一般采用三线连接方式,即两根导线将热电阻串联在相邻的两个桥臂上,另一根导线用于牵引电源。

在实际应用中,热电阻一般采用三芯铜线,以消除导线电阻值的影响。

热电偶采用双芯专用补偿线,消除热电偶现场温度的影响。

四、热电阻和热电偶的基本选择。

1.根据温度测量范围选择:

热电偶一般选在500℃以上,热电阻一般选在500℃以下;

2.根据测量精度,选择:

高精度选用热电阻,低精度选用热电偶;

3.根据测量范围,选择:

热电偶一般指“点”的温度,热电阻一般指空之间的平均温度。

热电阻和热电偶的主要区别。

热电偶是一种温度传感器,和热电阻一样。

1、信号的性质。

热电阻本身就是一个电阻,温度的变化使电阻正向或负向变化;

热电偶测量过程产生感应电压的变化,感应电压随着温度的变化而变化。

2.两个传感器检测到的温度范围不同。

热电阻一般检测0-150度的温度范围,最高测量范围可以达到600度左右(当然也可以检测负温度)。

热电偶可以检测0-1000度(甚至更高)的温度范围,所以前者是低温检测,后者是高温检测。

3、从材料上分。

热电阻是一种金属材料,对温度变化很敏感。

热电偶是双金属材料,即两种不同的金属。由于温度的变化,两根不同的金属线两端产生电位差。

4.PLC对应的热电阻和热电偶的输入模块也不同。这句话没问题,但是一般PLC是直接接4 ~ 20 mA信号的,热电阻和热电偶一般是用变送器接PLC的。如果连接到DCS,就不需要使用变送器了!

热电阻是RTD信号,热电偶是TC信号!

5.PLC还有热电阻模块和热电偶模块,可以直接输入电阻和热电偶信号。

6.热电偶有J、T、N、K、S等型号,有的比电阻贵,有的比电阻便宜,但是包含补偿线的话热电偶的综合成本比较高。

7.测量信号的类型是不同的。

热阻测量是一个电阻信号。热电偶测量是一个电压信号。

八、测温原理不同。

1.热电阻测温原理是基于导体(或半导体)的电阻随温度变化的性质,测量范围为-00~500度。常用的有铂电阻(Pt100和Pt10)和铜电阻Cu50 (-50-150度)。

2.热电偶测温原理是基于热电效应来测量温度。常用的有Pt-Rh-Pt(指数S,测量范围0-1300度)、Ni-Cr-Ni-Si(指数K,测量范围0-900度)、Ni-Cr-Kang-Tong(指数E,测量范围0-600度)和Pt-Rh-30。

热电阻和热电偶都是我们在电源维护和运行中经常遇到的测温元件。有必要熟悉热电偶和热电阻的基本应用和区别。欢迎大家一起关注,交流,学习电气电工知识。

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