如何识别热电阻和热电偶？

 

为了确定一个传感器可能是热电偶或热电阻是测量电阻使用伏特欧姆表。如果传感器有两根导线，测量两根导线之间的电阻。如果传感器是热电偶，那么你只需要测量这段电线的电阻。

 

大多数 RTD 的zui高温度限制在1000华氏度。相比之下，某些热电偶可以用来测量华氏2700度。

 

热释电阻温度探测器(RTDS)是专门设计的，以确保精确和可重复的温度与电阻特性。该传感器构建在一个独特的应变免费的方式，并只使用高品质的 RTD 元素。根据客户的要求，使用陶瓷、线绕元件、平膜技术元件或军用特殊防振元件，以确保提供zui合适的规格。特点及好处准确性。一个特殊的过程结合应变免费建设与全缠绕支持可靠，准确的读数在标准的 RTD 元件，并在平面薄膜元件的铂是蚀刻在基板上。高信噪比输出。增加了数据传输的精度，并允许传感器和测量设备之间有更大的距离。互换性。无应变结构和精密微调允许元素从不同的批次被替换而不需要重新校准。敏感性。自我加热是zui小的，允许精确测量。当绝缘电阻值超过 IEC-751标准时，温度系数(alpha)按照行业标准进行严格控制。标准化。这些元素可以满足或超过各种标准化机构的要求。IEC-751标准公差等级 a 和 b 分别非常适合工业应用。公差等级高达1/10 DIN 也可以提供更高的精度要求。在较宽温度范围内的物理和化学稳定性。烟火销售使用一个高度控制的生产过程。标准元件是建立抵抗机械振动和冲击，但是，在有高的机械振动暴露，特别制造的军事规格厚膜 RTD 元件可以提供适合的应用。重复性。即使长时间暴露在操作范围内的温度下，所有元件的重复性值都超过了 IEC-751。

 

应用•空气调节和制冷服务•食品加工•炉子和烤架•纺织品生产•塑料加工•石化加工•微电子学•空气、气体和液体温度测量•废气温度测量。

 

何时使用 RTDs? 当准确性和稳定性是客户规范的要求时。精确度必须扩展到很宽的温度范围。•当区域感应而不是点感应改善控制时。•当需要高度的标准化时。优点•线性相对于宽工作范围•宽工作温度范围•高工作温度范围•互换性相对于宽工作温度范围•良好的稳定性•低灵敏度•高成本•无点感应•受冲击和振动影响•需要三线或四线操作

 

安装 RTD 元件的主要考虑因素是有足够的浸泡，以确保 RTD 不平均工艺和设备或结构外的温度。RTD 不像热电偶一样是一个点测量装置，因此需要有一个完全浸没的主动传感区域，以确保 RTD 是测量实际工艺温度。当安装热电偶套管时，沿着传感器轴好的40毫米热传递是至关重要的。RTD 传感器的主动传感区。这个区域取决于在构建中使用的 RTD 元素的长度。传感器可以设计成提供平均温度指示。传感器的选择有许多选择，以考虑当选择正确的 RTD 元素为您的要求: 温度额定容差，准确性，和互换性。时间响应距离控制或测量设备。zui常用的结构是将 RTD 元件和连接电线放入封闭的金属管中，用减振和/或传热材料如氧化铝粉末包裹管子，并用环氧树脂、硅树脂或陶瓷水泥封闭管子的开口端。Rtd 中zui常用的金属管是由316不锈钢(用于约480 ° c)或 Inconel (用于约650 ° c)制成的。减振/传热材料在温度范围内变化很大。这些材料是由制造商选择，以提供zui佳性能的基础上zui高温度预期使用。另一种常见的结构是使用矿物绝缘金属护套(MIMS)电缆，其中 RTD 元件插入一个钻孔，连接到氧化镁(MgO)绝缘的镍或铜电线上。末端用氧化镁绝缘，末端用焊接封闭，另一端用延长线连接，然后如上所述进行密封。环氧树脂密封化合物通常不会用于200至260 ° c 以上。陶瓷水泥可以暴露在摄氏1200度或更高的温度下，但需要密封剂以防止水分进入水泥和下面的振动抑制/热传递材料。铂热电阻中具有zui低温度能力的材料通常是建筑中使用的电线和绝缘材料。Pyrosales 提供两种结构，低温和高温。在低温结构中，聚四氟乙烯绝缘镀镍铜线用于连接 RTD 元件。不锈钢管是填充氧化铝粉末，以提供支持的元素，并有一个环氧树脂密封。这种结构通常限于摄氏250度。高温建筑使用镍线和陶瓷绝缘体，或 MIMS 电缆含有镍线。所述镍线和陶瓷结构为填充氧化铝粉以支撑所述元件。密封胶的使用将取决于温度额定值的过渡点。这两种结构都可以使用到大约650 ° c 的温度，但是如果仔细选择元件，使用 Inconel 护套 MIMS 电缆，这种结构可以延伸到大约850 ° c。公差、精度和互换性: 公差和精度是温度测量中zui容易被误解的术语。公差一词是指在某一特定点上的不确定程度或可能的误差。精度是指在规定范围内公差的无限数量。例如，RTDs 包含一个敏感元件，该元件在特定温度下具有特定的电阻。这一要求zui常见的例子是 DIN/IEC 标准。为了满足 DIN/IEC 标准的要求，一个 RTD 必须在0 ° c 具有100欧姆 ± 0.12% (或0.12欧姆)的电阻，才能被认为是 b 级传感器(a 级传感器为100欧姆 ± 0.06%)。公差 ± 0.12欧姆只适用于0 ° c 的电阻，不能适用于任何其他温度。下面是 a 类 RTDs 的互换性表，它为用户提供了特定温度下的公差表。请参阅引线电阻对被测电阻有重大影响。补偿这些额外电阻的能力将影响所选择的装配类型和系统精度。zui常见的组装类型是三线制 RTD。在这里，引线电阻在桥式电路中得到补偿。为了达到zui高的精度，唯一的选择是使用一个4线电阻，其中导线电阻误差是消除。

 

时间响应当选择zui适合您的工艺的装配风格时，必须考虑传感器对温度变化的反应速度。如果使用热电偶套管，响应时间将大大增加，在设计热电偶套管/传感器系统时必须注意。热电偶套管内径应该与 RTD 直径紧密匹配，以便实现良好的热接触，从而zui大限度地提高热传递。如果快速响应是一个标准，那么元素和探针越小，时间响应就会越快。然后在可实现的响应时间和传感器是否适合于承受工艺环境之间进行权衡。与控制或测量设备的距离安装 RTD 组件的位置将决定所需 RTD 的类型。如果控制/测量点相对接近安装的传感器，那么直接将电缆连接到仪器上是可行的。对于较长的距离，检查仪器的输入规格，以确定引线阻抗是否过大。在这些情况下，推荐使用4-20mA 的发射机。(4-20mA 的发射机将电阻转换为电流，通过两根导线传输，损耗zui小)。对与 RTD 程序集相关的问题进行疑难解答往往是简单易行的。由于 RTD 元件容易受到振动或机械冲击的破坏，zui有可能的问题是元件是开路的。根据装配的类型，可以用万用表轻松地确定这一点。漂移问题通常更加微妙。由于铂很容易被污染，引入杂质可以改变基本电阻，而且对温度响应的电阻与纯铂的电阻有很大的不同。在这种情况下，确定是否存在误差的唯一方法是校准 RTD 传感器。温度传感器的优缺点每种类型的温度传感器都有各自的优缺点。RTD 强度: RTD 通常用于重复性和准确性是重要考虑因素的应用中。正确构造的 Pt100 RTDs 具有可重复的电阻随时间变化的温度特性。如果一个过程将在一个特定的温度下运行，那么 RTD 在该温度下的电阻可以在实验室中测定，并且随着时间的推移不会发生显著的变化。Rtd 还允许更容易的互换性，因为其原来的变化是远远低于热电偶。例如，在200 ° c 使用的 k 型热电偶的标准误差限度为 ± 2.2 ° c。在同一温度下，Pt100Ohm DIN，b 级铂电阻器具有 ± 1.3 ° c 的互换性。Rtd 还可以与标准仪表电缆一起使用，用于连接显示或控制设备，其中热电偶必须有相应的热电偶线，以获得准确的测量。RTD 的弱点: 在相同的配置，你可以期望支付更多的热电阻比基本金属热电偶。RTDs 比热电偶更昂贵，因为需要更多的结构来制造 RTD，包括传感元件的制造，接线和传感器的组装。由于传感元件的结构，rtd 在高振动和机械冲击环境中的性能不如热电偶。工业 RTDs 的温度也限制在650摄氏度，而热电偶可以使用高达1700摄氏度。

 

热电偶基本原理12-15使用寿命有用的热电偶寿命是一个非常困难的预测，即使应用程序的大部分细节已知。不幸的是，这样的信息往往很难确定。对于任何应用程序来说，zui好的测试是安装、使用和评估被认为可能成功的设计的在用性能。热电偶类型说明中列出的建议和非建议是在首次选择要安装在过程中的组装样式时开始的好地方。偏移和漂移

 

稳定性所有热电偶在使用过程中都会受到校准漂移的影响，这只是多少的问题，以及这种情况发生的速度有多快。热电偶的性能严重依赖于整个电路长度上物理和化学性质的绝对均匀性。当生产热电偶材料时，要采取仔细的步骤以确保达到这种均匀性(或均匀性)。在使用过程中，电路的不同部分会经历不同的热、化学暴露等条件，因此这些部分的物理结构和组成会从原始热电偶线发生变化。由于给定温差所产生的热电动势对导线的化学和冶金性能的变化很敏感，所以在相同的条件下，使用过的探头所产生的总电动势可能不同于其他相同的新探头。在可观察的时间内，这些变化通常很小(通常小到可以忽略不计)。但在不利的条件下，有可能实现大的漂移速度迅速。为了实现长期可靠的热电偶寿命，通常的策略是在zui高温度下舒适地操作设备，并为其提供尽可能干净的工作环境。外壳，例如护套、保护管和温度计套管，是控制热电偶本身周围环境的常用方法。

 

什么会出错保护管，护套，甚至温度计套管，都可能因为腐蚀或机械损坏而失效。加工过程可能会超过温度，使热电偶暴露在高于预期温度的环境中。如果控制一个过程的传感器的输出偏低，该过程响应其控制器，结果可能被迫达到高于预期的温度。贱金属组件容易受到一些化学剂的攻击。它们也可以被不利的操作条件所改变。在供货的情况下，质量好的贵金属热电偶丝杂质含量很低。因此，它很容易受到能够影响其热电性能的污染。铂对自由硅的存在特别敏感，它可以与自由硅结合形成共晶合金，在正常使用温度或低于正常使用温度时熔化。高纯度绝缘子和贵金属组件的保护管，以及在操作过程中注意清洁，对于防止这种情况的发生至关重要。人为错误也可能是一个影响因素。控制可能设置不当，连接可能不正确，以及不适当的行动响应的操作条件可能是错误的。仪器仪表的冗余与训练和责任相结合是对付这类错误的常用手段。故障排除方法要评估问题，检查系统性能是否符合条件: 控件中的更改是否产生逻辑结果？产品怎么样？它的状况是否符合仪器的说明？如何检测使用过的热电偶首先，把可疑的热电偶从使用中移开，在另一个地方进行“检测”并不总是实用的。一旦设备被使用，就意味着它可能不再是同质的。将一个不均匀的热电偶置于一组不同的温度梯度之下，即使只是略有不同，也会导致不同的输出和读数。重新校准一个使用过的热电偶肯定会产生一个数字，但这个数字在热电偶的使用场所可能是没有意义的。评估使用过的热电偶zui好的方法是通过放置一个已知输出的新热电偶来“探测”其位置，并在操作过程中放置可疑的热电偶，然后比较读数。如果同时安装两个传感器是不实际的。取出可疑探头，换上另一个已知性能良好的探头。然后，只要好的探针和被移除的探针放在同一个位置，而且在交换过程中过程没有改变，就可以比较两个探针的读数。注意，没有必要为这些测试保留和使用无限量的新探测器。一些合适的替换设备可以保持可用，选择一个进行测试使用。在正常情况下，热电偶的漂移，或降解，是一个渐进和非常缓慢的过程。因此，可以使用一个单一的替换探针多次探测一个过程，并被认为是可靠的重复测试。而且，当一个漂移的探测器被发现时，测试探测器可以简单地作为一个工作传感器留在原地，而下一个替代品则成为测试设备。系统测试热电偶系统故障排除的一种有用的仪器是便携式温度指示器。许多这样的设备可以使用两种或更多不同的热电偶类型，还有一些提供输出功能，可以产生电输出来模拟在任何选择的温度下运行的热电偶。在使用中，仪器通常连接到电路的导线上，在某个方便的接入点进行测试，例如在连接头上。应该注意确保保持正确的极性。在澳大利亚，我们使用 ANSI 颜色代码，其中负片总是红色。在那里，一个操作传感器的输出可以被监视和评估。或者，利用仪器的“输出”功能，一个模拟的热电偶信号可能被发送回电路的永久指示器或控制器，以验证其余电路的正常运行。当将信号驱动回仪器时，通常需要断开电路的一侧，以避免热电偶本身的低电阻“加载”便携式测试仪。热电偶电路中的延长接线部分也可以用便携式测试仪检查是否连接正确。正在测试的部分应该与回路的其余部分电气隔离，并且一对延长线的一端应该短路在一起。如果测试仪连接到短路对的另一端，测试仪应该显示短路对的近似温度。注意，如果扩展对的两端碰巧处于相同的温度，那么可能需要稍微加热一下被缩短的那端，并验证测试人员是否正确地看到了温度的变化。在这个测试中正在检查不正确的反向连接的可能性。

 

 

 

热电阻或热电偶: 热电偶和热电偶都是测定工艺温度的有用传感器。在其温度范围内，RTDs 比热电偶具有更高的精度，因为铂是一种比大多数热电偶材料更稳定的材料。Rtd 还使用标准的仪表线连接到测量或控制设备，这可以降低整体安装成本。热电偶一般比 rtd 便宜。他们是更持久的高振动或机械冲击应用，可用于更高的温度。热电偶的尺寸可以比大多数 rtd 更小，它们可以根据特定的应用形成。