热电偶、热电阻在工业生产中的应用

摘要：文章指出现代工业生产中关于热电偶热电阻使用的方法和使用中出现的一些问题并从生产安全以及产品质量要求方面着重说明了热电偶热电阻类型匹配所需使用温度范围的重要性。同时也对热电偶热电阻运行过程中出现的问题提出了解决方案确保生产安全。
       随着现代工业的不断发展温度测量向着低温测量和高温测量两个极端方向迅速发展生产设备对温度测量范围和精度的要求也越来越高简单的温度计测量已经不能满足生产的需要。热电偶热电阻逐渐被引入到工业生产温度测量中并凭借其精度高响应速度快的优点被广泛使用。.

1热电偶和热电阻简介
1.1热电偶
       热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件是由两种不同成分的导体两端接合而成(一般是焊接成)回路,当两接合点温度不同时就会产生热电动势，从而在回路内产生电流。当热电偶与参比端显示仪表连接成回路时显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。热电偶的热电动势将随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关与热电偶的长度、直径无关。各种热电偶的外形常因需要而不相同,但是它们的基本结构却大致相同通常由热电极绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成部分型号还带有补偿导线。常用的热电偶分为S型、K型、E型J型。热电偶通常和显示仪表记录仪表和电子调节器配套使用。
1.2热电阻
      热电阻是中低温区常用的一种温度测量器,它一般由纯金属制成根据金属受温度变化而阻值改变的原理测量温度.工作用热电阻常用的是铂、铜电阻。其特点是测量精度较高且耐压耐温性能好。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即
Rt=Rt0[1+α(t-t0)]
式中,Rt为温度:时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应的电阻值α为温度系数。
2热电偶与热电阻在工业中的使用
      热电偶在工业生产中-般应用于中高温领域,E型热电偶可以使用到800℃,K型热电偶可以使用到1300℃S型热电偶可以使用到1600℃。热电阻一般使用在中低温很少有超过400℃。常用的热电偶种类有装配热电偶、铠装热电偶、端面热电偶、压簧固定热电偶。常用的热电阻有精通型热电阻、铠装热电阻、端面热电阻、隔爆热电阻。这两种工具都可以广泛应用于企业生产中的温度测量根据实际使用要求来选择不同型号的电阻。热电偶一般由接头处引出两根导线连接显示仪表，因其结构简单往往被认为是“热电偶两根线接上即可”。其实并非如此热电偶虽然简单,但安装起来却不简单。热电偶感受温度的部分是偶身的末端其末端一定要放置在所测量温场的中心位置所以选购热电偶时--定要根据所测量温场的大小选择合适长度的热电偶,以免造成温度测量的误差。
热电偶安装连接的时候一定要注意其导线是分正负极的,如果接反会造成显示结果错误溢出但往往接反了线在设备不运行升温的情况下不容易看出,因为接反和接正线路在室温情况下都会显示是正常温度要想检查是否连接正确,最好是在安装连接好热电偶以后,稍微给设备加温运行一-下根据仪表显示是否正常做出判断(若接反数字会慢慢减少出现负值溢出)。除了注意导线外若测量时冷端的(环境)温度变化将严重影响测量的正确性。由于冷端温度变化造成的影响在冷端采取一定措施补偿这称为热电偶的冷端补偿。热电偶冷端补偿计算方法从毫伏到温度。测量冷端温度换算为对应毫伏值与热电偶的毫伏值相加换算出温度。从温度到毫伏。测量出实际温度与冷端温度分别换算为毫伏值相减后得出毫伏值,即得温度。选用的补偿导线应符合对应的热电偶型号。热电偶所接显示仪表与热电偶型号是一一对应的如果接错了会造成显示的温度与实际温度相差很远给生产造成不必要的损失。
       热电阻的接线与热电偶不同热电阻的接线不分正负极,它的接线方式主要有3种:两线制、三线制、四线制。在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制，这种引线方法很简单但由于连接导线必然存在引线电阻rr大小与导线的材质和长度的因素有关因此这种引线方式只适用于测量精度较低的情况。三线制是在热电阻的一端引--根导线另外-端引出两根导线。四线制就是电阻的两端都各引出两根导线。三线制和四线制都能很好的消除引线电阻的影响现在应用的是三线制。热电阻也要与配套的显示仪表一起使用显示的仪表型号要与热电阻型号对应否则也会出现实际温度和显示温度误差大的现象。
4热电偶和热电阻的检定
       热电偶和热电阻都有相对应的检定周期,当使用时间达到周期时,企业应当送交具有相对应资质的第三方检定校准机构进行检定校准经检定合格或校准后结果达到使用要求的方可继续使用。企业在使用中如若发现其工作不正常要及时予以更换新购买的热电偶和热电阻也要先经过检定校准以后方可投入使用。如果企业有需求的话,可以自己向相关主管部门申请获取检定校准资质。热电偶的检定器具-般需要直流电位差计和标准热电偶采用的是和标准热电偶比对数值的方式检定。热电阻检定器具需要直流电桥和标准热电阻,也采用的是和标准比对数值的方式。
5热电阻和热电偶使用中需特别注意的方面
      热电偶和热电阻都是直接接触被测量介质的测温元件现代工业里很多介质都是高温、高酸、高碱性的热电偶和热电阻难免会受到介质的腐蚀这就要求使用者必须经常观察热电偶或热电阻的使用状况发现其外形发生大的变化或测量数值出现大的波动时要立即拆除更换。为了增加热电偶和热电阻的使用寿命降低企业成本必须针对使用环境要求选择合适的型号,使其使用温度与被测量温度范围尽量吻合。例如S型热电偶和K型热电偶都可以使用在1000°左右但因为S型可以耐受更高的温度则在10000使用S型热电偶可以获得更长的使用寿命。
6结语
      现在工业生产离不开温度测量温度的元件对于生产的重要性显而易见。热电偶和热电阻作为应用普遍的测温元件存在于生产的各种场所,因此企业的经营管理者更要对其使用情况充分掌握这关系到产品质量和生产安全。