论文部分内容阅读
摘 要：热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温仪表，具有简单、可靠、测量精度较高等特点，在实时测温系统中广泛采用，虽然两者作用相同，都是测量物体的温度，但它们的原理与特点却不同。
关键词：热电阻；热电偶；铂电阻；区别；误差
中图分类号：TH811 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）33－0059－01
热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温仪表，具有简单、可靠、测量精度较高等特点，在实时测温系统中广泛采用，虽然两者作用相同，都是测量物体的温度，但它们的原理与特点却不同。在现场实际操作中经常因为标识不清等原因造成校验方法的失误，现将这两种仪表区别及现场辨识方法总结如下：
1 热电阻测温的基本原理及类型
热电阻是一种常见的测温元件，它是利用导体的电阻随温度变化的特性来测量温度的。常用的热电阻有铂电阻和铜电阻两种。
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高、性能稳定，大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜。
1.1 普通型热电阻
从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。
1.2 铠装热电阻
铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2～φ8 mm，最小可达φ0.2 mm。
1.3 端面热电阻
端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
1.4 隔爆型热电阻
隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。
2 热电阻输出调理电路选择
电路一：单恒流源电路；电路二：双恒流源电路。
3 热电偶测温原理
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克（seeback）效应，即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。其优点是：①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。②测量范围广。常用的热电偶从－50～＋1 600 ℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到－269 ℃（如金铁镍铬），最高可达＋2 800 ℃（如钨－铼）。③构造简单，使用方便。
4 区别分析
4.1 测温量程
虽然都是接触式测温仪表，但是热电阻和热电偶的测温范围不同。在中低温度时，一般使用热电阻测温范围为－200～500甚至还可测更低的温度（如用碳电阻可测到1K左右的低温）。现在正常使用铂热电阻Pt100（也有Pt50100和50代表热电阻在0 °时的阻值在旧分度号中用BA1BA2来表示，BA1在0 °时阻值为46 Ω在工业上也有用铜电阻分度号为CU50和CU100，但测温范围较小，在－50～150之间。在一些特别场合还有铟电阻锰电阻等），这个是热电阻和热电偶在生产使用中最重要的区别。
4.2 工作原理
热电偶测量温度的基本原理是热电效应。二次表是一个检伏计或为了提高精度时使用电子电位差计。
4.3 测量误差
由热电偶测温原理可知只有在其冷端温度恒定时被测温度才与热电势成单值函数关系。在实际使用中就用一种热电特性与相应热电偶特性相似的廉价的连接导线（也称为补偿导线）使热电偶冷端引申到温度相对恒定的地方（最好为0 °），如用铜——康铜做补偿导线来引申镍铬——镍硅热电阻。因此热电偶到二次表延长线是两根。热电阻与二次表之间是用铜导线连接的，为了减小环境变化引起的测量误差一般均采用三线制接法，其中有两根导线将热电阻串联于相邻的两个桥臂上，另一根导线是引来电源.使用时要求每根导线的电阻值与调整电阻之和都保证为5 Ω（±0.01）。
5 现场工作辨识
在现场工作中，除了可以通过铭牌、测量量程等科室情况下进行两种材质的区分，在现场标示的条件下，也可以采取其他方式进行热电阻和热电偶的判定：
热电偶有正负极，补偿导线也有正负之分。首先保证连接配置正确，在运行中常见的有短路断路接触不良（有万用表可判断）和变质（根据表面颜色来鉴别）。检查时，要使热电偶与二次表分开。我在实践中的判断方法为：用工具短接二次表上的补偿线表指示室温，再短接热电偶接线端子表批示热电偶所在的环境温度，再用万用表mV档大体估量热电偶的热电势（如正常检查工艺）。
热电阻不外乎短路和断路，用万用表可判断。在运行中，怀疑短路只要将电阻端拆下一个线头看显示仪表如到最大热电阻短路回零导线短路。保证正常连接和配置时表值显示低或不稳保护管可能性进水了，显示最大热电阻断路，显示最小短路。
On the Difference and Determination of Heat Resistance and Thermocouple
Cheng Lan
Abstract: Thermocouple and thermal resistance all belong to the measurement of the temperature contact highlighted.it table, which is simple, reliable and accuracy is higher characteristic, in real－time temperature measuring system is widely used, although two functions are the same, all is the measurement of the temperature, but their principle and features are different.
Key words: thermal resistance; thermocouple; RTD; discrimination; inaccuracy
关键词：热电阻；热电偶；铂电阻；区别；误差
中图分类号：TH811 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）33－0059－01
热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温仪表，具有简单、可靠、测量精度较高等特点，在实时测温系统中广泛采用，虽然两者作用相同，都是测量物体的温度，但它们的原理与特点却不同。在现场实际操作中经常因为标识不清等原因造成校验方法的失误，现将这两种仪表区别及现场辨识方法总结如下：
1 热电阻测温的基本原理及类型
热电阻是一种常见的测温元件，它是利用导体的电阻随温度变化的特性来测量温度的。常用的热电阻有铂电阻和铜电阻两种。
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高、性能稳定，大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜。
1.1 普通型热电阻
从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。
1.2 铠装热电阻
铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2～φ8 mm，最小可达φ0.2 mm。
1.3 端面热电阻
端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
1.4 隔爆型热电阻
隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。
2 热电阻输出调理电路选择
电路一：单恒流源电路；电路二：双恒流源电路。
3 热电偶测温原理
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克（seeback）效应，即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。其优点是：①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。②测量范围广。常用的热电偶从－50～＋1 600 ℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到－269 ℃（如金铁镍铬），最高可达＋2 800 ℃（如钨－铼）。③构造简单，使用方便。
4 区别分析
4.1 测温量程
虽然都是接触式测温仪表，但是热电阻和热电偶的测温范围不同。在中低温度时，一般使用热电阻测温范围为－200～500甚至还可测更低的温度（如用碳电阻可测到1K左右的低温）。现在正常使用铂热电阻Pt100（也有Pt50100和50代表热电阻在0 °时的阻值在旧分度号中用BA1BA2来表示，BA1在0 °时阻值为46 Ω在工业上也有用铜电阻分度号为CU50和CU100，但测温范围较小，在－50～150之间。在一些特别场合还有铟电阻锰电阻等），这个是热电阻和热电偶在生产使用中最重要的区别。
4.2 工作原理
热电偶测量温度的基本原理是热电效应。二次表是一个检伏计或为了提高精度时使用电子电位差计。
4.3 测量误差
由热电偶测温原理可知只有在其冷端温度恒定时被测温度才与热电势成单值函数关系。在实际使用中就用一种热电特性与相应热电偶特性相似的廉价的连接导线（也称为补偿导线）使热电偶冷端引申到温度相对恒定的地方（最好为0 °），如用铜——康铜做补偿导线来引申镍铬——镍硅热电阻。因此热电偶到二次表延长线是两根。热电阻与二次表之间是用铜导线连接的，为了减小环境变化引起的测量误差一般均采用三线制接法，其中有两根导线将热电阻串联于相邻的两个桥臂上，另一根导线是引来电源.使用时要求每根导线的电阻值与调整电阻之和都保证为5 Ω（±0.01）。
5 现场工作辨识
在现场工作中，除了可以通过铭牌、测量量程等科室情况下进行两种材质的区分，在现场标示的条件下，也可以采取其他方式进行热电阻和热电偶的判定：
热电偶有正负极，补偿导线也有正负之分。首先保证连接配置正确，在运行中常见的有短路断路接触不良（有万用表可判断）和变质（根据表面颜色来鉴别）。检查时，要使热电偶与二次表分开。我在实践中的判断方法为：用工具短接二次表上的补偿线表指示室温，再短接热电偶接线端子表批示热电偶所在的环境温度，再用万用表mV档大体估量热电偶的热电势（如正常检查工艺）。
热电阻不外乎短路和断路，用万用表可判断。在运行中，怀疑短路只要将电阻端拆下一个线头看显示仪表如到最大热电阻短路回零导线短路。保证正常连接和配置时表值显示低或不稳保护管可能性进水了，显示最大热电阻断路，显示最小短路。
On the Difference and Determination of Heat Resistance and Thermocouple
Cheng Lan
Abstract: Thermocouple and thermal resistance all belong to the measurement of the temperature contact highlighted.it table, which is simple, reliable and accuracy is higher characteristic, in real－time temperature measuring system is widely used, although two functions are the same, all is the measurement of the temperature, but their principle and features are different.
Key words: thermal resistance; thermocouple; RTD; discrimination; inaccuracy