测量温度的方法有很多种,但利用被测物体的热传导的接触式温度计到底是什么“温度传感器”呢?
广泛用于测试和研究场所以及工厂等生产场所测量温度的温度传感器通常称为热电偶或热电阻。
什么是热电偶?
如果您使用两种不同的金属线创建闭合电路并将两端的两个触点保持在不同的温度,则对应于温差的电流流动。(塞贝克效应)
可以通过切开电线的一端并在两个端子之间连接直流电压表来测量热电动势来测量温度。热电偶(线)是两种金属的组合,利用这一原理来测量温度。 JIS 标准指定了 K、R、B、S、T、E、J 和 N。
示例:对于 K 型热电偶,如果温度结点为 200℃,参比结点为 0℃,则会产生 8.138mV 的电压。
- 结构
热电偶由热电偶丝和绝缘管,保护管,接线盒它由等组成。
- 热电偶线:形成热电偶腿的两种金属线,线端焊接在一起。 示例:对于 K 热电偶,(+) 脚是主要由镍和铬组成的合金,(-) 脚是主要由镍组成的合金。
- 绝缘管:用于防止热电偶线之间的短路。通常使用耐热瓷管。
- 保护管:保护测温接点和热电偶线免受被测物体和周围气体的影响,根据使用气氛和用途,有多种材料和形状可供选择。
- 接线盒:包含用于连接仪表和热电偶补偿引线的端子,材质为压铸铝和酚醛树脂。
- 热电动表
- 固体封装热电偶
这是一种在保护管和热电偶丝之间的间隙中填充有绝缘材料的热电偶。除了绝缘材料外,厚壁保护管的使用使其能够承受在高温和恶劣气氛下长时间的连续使用。 保护管直径有Φ10、Φ15、Φ22mm三种标准产品。
- 铠装热电偶
与固体封装热电偶类似,保护管和热电偶线之间的间隙填充有绝缘材料。制造方法与固体封装热电偶不同,主要是因为它们可以很容易地制成较窄的保护管直径,因此响应速度快,适合测量狭窄空间和微小物体的温度。保护管直径有Φ0.15、Φ0.3、Φ0.5、Φ1.0、Φ1.6、Φ3.2、Φ4.8、Φ6.4、Φ8.0mm九种。
- 补偿导体
如果热电偶端子和参比接点相距较远,请将它们连接在热电偶端子之间而不是热电偶之间,以补偿热电偶端子温度变化引起的误差。
- 宽容
根据JIS标准根据测量温度的误差范围进行分类。
示例)K 热电偶
类 | 测量温度 | 公差 (°C) |
1 | -40℃以上375℃以下 375℃以上1000℃以下 | ±1.5 ±0.004×|t| |
2 | -40℃以上333℃以下 333℃以上1200℃以下 | ±2.5 ±0.0075×|t| |
3 | -167℃以上40℃以下 -200℃以上但小于-167℃ | ±2.5 ±0.015×|t| |
什么是热电阻?
金属的电阻随着温度的变化而增加或减少,由于温度和电阻值之间存在恒定的关系,因此可以通过测量电阻来了解温度。利用这一原理的温度测量元件称为热电阻,通常使用铂作为导线材料。
JIS标准规定了Pt100、Pt500和Pt1000,但通常使用Pt100。请注意,在某些情况下也使用旧的 JIS 标准 JPt100。
- 结构
铂热电阻由电阻元件、内导体、绝缘管、防振管、保护管等组成。
- 铂电阻元件・・・在陶瓷卷框中封入细铂线。铂丝不会因热而变形,体积小,响应快,绝缘性好。
- 内部导线・・・连接电阻元件和端子的导线,一般使用3根镍线,可以消除导线电阻的影响。
- 绝缘管・・・用于防止内部导线间短路。
- 耐振管・・・用于防止因振动而损坏电阻元件,由黄铜制成。
- 保护管・・・用于保护电阻元件和内部导线不受被测温物的侵害。
- 端子箱・・・内置连接仪表导线和内部导线的连接端子。
- 铠装热电阻
保护管与铂电阻元件之间的间隙填充有绝缘材料。主要是因为它可以很容易地制成较小的保护管直径,因此响应速度快,适合测量狭窄空间和微小物体的温度。保护管直径有Φ3.2、Φ4.8、Φ6.4、Φ8.0mm四种。
- 连接导体
连接热电阻和记录仪、控制器等的导体。
- 宽容
JIS标准根据测量温度的误差范围进行分类。
类 | 容许公差 |
AA | ±(0.1+0.0017×|t|)°C |
A | ±(0.15+0.002×|t|)°C |
B | ±(0.3+0.005×|t|)°C |
C | ±(0.6+0.01×|t|)°C |
*其他详细信息请参阅温度传感器目录。