Razlika između toplinskog otpornika i termoelementa

Toplinski otpornici su najčešće korišteni detektori temperature u zonama srednje i niske temperature. Njegove glavne značajke su visoka točnost mjerenja i stabilna performansi. Među njima, toplinski otpornici platine imaju najveću točnost mjerenja. Oni se ne samo široko koriste u industrijskom mjerenju temperature, već su izrađeni i u standardne referentne instrumente.

Za razliku od principa mjerenja temperature termoparova, toplinski otpornici mjere temperaturu na temelju toplinskog učinka otpornika, odnosno otpornost otpornika mijenja se s promjenom temperature. Stoga, sve dok se mjeri promjena otpornosti osjetljivog na temperaturu, temperatura se može mjeriti. Trenutno postoje uglavnom dvije vrste metalnih toplinskih otpornika i poluvodičkih termistora. Vrijednost otpora i temperatura metalnih toplinskih otpornika općenito se mogu izraziti sljedećim približnim odnosom, odnosno RT=rt 0 [1+ (tt 0)].

U formuli je RT vrijednost otpora na temperaturi t; RT {{0}} je odgovarajuća vrijednost otpora na temperaturi t0 (obično t 0=0 stupnjeva); je temperaturni koeficijent. Odnos između vrijednosti otpora i temperature termistora poluvodiča je rt=aeb\/t

U formuli je RT vrijednost otpora na temperaturi t; A i B su konstante ovisno o strukturi poluvodičkog materijala. Za usporedbu, termistori imaju veći koeficijent temperature i veću vrijednost otpora na sobnoj temperaturi (obično iznad nekoliko tisuća ohma), ali njihova je međusobna izmjenjivost loša, njihova nelinearnost je ozbiljna, a raspon mjerenja temperature je samo oko -50} ~ 300 stupnjeva. Naširoko se koriste u otkrivanju temperature i kontroli kućanskih uređaja i automobila. Metalni toplinski otpornici općenito su prikladni za mjerenje temperature u rasponu od -200 ~ 500 stupnjeva. Karakteriziraju ih precizno mjerenje, dobra stabilnost i pouzdane performanse. Oni se široko koriste u kontroli procesa.

Materijali toplinskog otpornika Toplinski otpornik mjerenje temperature temelji se na karakteristikama da se vrijednost otpornosti metalnih vodiča povećava s povećanjem temperature za mjerenje temperature. Toplinski otpornici uglavnom su izrađeni od čistih metalnih materijala. Trenutno su platina i bakar najčešće korišteni. Pored toga, nikl, mangan i rodij sada se koriste za proizvodnju toplinskih otpornika.

Vrste toplinskih otpornika

(1) Oklopni toplinski otpornici: oklopni toplinski otpornici su čvrsta tijela sastavljena od elemenata osjetljivosti na temperaturu (tijela otpornosti), olova, izolacijskih materijala i kućišta od nehrđajućeg čelika. Njihov vanjski promjer je općenito φ2 ~ φ8mm, a minimum može doseći φmm. U usporedbi s običnim toplinskim otpornicima, ima sljedeće prednosti: ① Mala veličina, bez zračnog razmaka iznutra, mali zaostajanje mjerenja u toplinskoj inerciji; ② dobra mehanička svojstva, otpornost na vibraciju i otpornost na udarce; ③ može biti savijen i jednostavan za instaliranje; ④ Život dugog rada.

(2) Precizni toplinski otpornik: Struktura i karakteristike elementa osjetljivosti temperature toplinskog otpornika (otpornik) koji se obično koristi u industriji. Iz principa mjerenja temperature toplinskih otpornika, može se vidjeti da se promjena izmjerene temperature izravno mjeri promjenom vrijednosti otpora toplinskog otpornika. Stoga će promjena različitih otpora žica poput olovne žice toplinskog otpornika utjecati na mjerenje temperature. Da bi se eliminirao utjecaj otpornosti na olovnu žicu, općenito se koristi trožiji ili četverožični sustav.

(3) Termički otpornik krajnjeg lica: Element osjetljivosti termičkog otpornika na krajnjem licu namotan je posebno tretiranom otpornom žicom i blizu je krajnjeg lica termometra. U usporedbi s općim aksijalnim toplinskim otpornicima, može preciznije i brzo odražavati stvarnu temperaturu izmjerenog krajnjeg lica, a pogodan je za mjerenje krajnje temperature ležaja i drugih dijelova.

(4) Toplinski otpornik izoliranog plamena: Eksplozija eksplozivnog miješanog plina unutar ljuske toplinskog otpornika izoliranog plamena ograničena je na spojnu kutiju kroz posebnu strukturu, tako da eksplozija uzrokovana utjecajem iskre ili lukova neće biti uzrokovana na proizvodnom mjestu. Termički otpornici otpornika mogu se koristiti za mjerenje temperature u mjestima opažanja eksplozije u području BLA ~ B3C.

Najčešće korišteni metalni toplinski otpornici u industriji iz perspektive promjene otpornosti s temperaturom, većina metalnih vodiča ima ovo svojstvo, ali ne mogu se svi koristiti kao toplinski otpornici koji mjere temperaturu. Metalni materijali koji se koriste kao toplinski otpornici općenito zahtijevaju: što je moguće veći i stabilni koeficijent temperature, veliko otpori (smanjujući veličinu senzora na istoj osjetljivosti), stabilna kemijska i fizička svojstva unutar temperaturnog raspona upotrebe, dobra reproduciranost materijala i vrijednost otpornosti trebaju imati odnos funkcije srednje vrijednosti (linearni odnos).

Metoda povezivanja signala toplinskog otpornika Termički otpor je primarni element koji pretvara promjenu temperature u promjenu vrijednosti otpora. Obično je potrebno prenijeti signal otpora na upravljački uređaj računala ili drugi primarni instrument kroz olovnu žicu.

Trenutno su najčešće korišteni materijali toplinskog otpornika platinasti i bakarni: otpornici platine imaju veliku preciznost, pogodni su za neutralni i oksidirani medij, imaju dobru stabilnost, imaju određenu nelinearnost i što je veća temperatura, to je manja brzina promjene otpora; Otpori bakra imaju linearni odnos između vrijednosti otpornosti i temperature unutar raspona mjerenja temperature, imaju veliki temperaturni broj, pogodni su za nekorozivni medij i lako se oksidiraju kada temperatura prelazi 150.

Industrijski toplinski otpornici instalirani su na proizvodnom mjestu, a postoji određena udaljenost između njih i kontrolne sobe, tako da će potencijalni toplinski otpornici imati veći utjecaj na rezultate mjerenja.

Trenutno postoje tri glavna načina za vođenje toplinskog otpornika. ○ 1 dvožični sustav: Spajanje žice na svakom kraju toplinskog otpornika za vođenje signala otpora naziva se dvožični sustav: ova je olovna metoda vrlo jednostavna, ali budući da povezivanje žice mora imati otpor na olovo R, veličina R je povezana s materijalom i duljinom žice, tako da je ova glavna metoda prikladna samo s malim mjerenjem. ○ 2 Trožični sustav: Spajanje olova na jednom kraju korijena toplinskog otpornika i dva olova na drugom kraju naziva se troživni sustav. Ova se metoda obično koristi u kombinaciji s mostom, što može bolje ukloniti utjecaj otpornosti na olovo. To je najčešće korištena otpornost na olovo u kontroli industrijskog procesa. ○ 3 četverožični sustav: Spajanje dvije žice na svakom kraju korijena toplinskog otpornika naziva se četverožični sustav, u kojem dva potencijala pružaju konstantnu struju I za toplinski otpornik, pretvorite R u naponski signal u, a zatim vodi u sekundarni instrument kroz druga dva vodiča. Može se vidjeti da ova metoda olova može * eliminirati utjecaj otpornosti na olovo, a uglavnom se koristi za otkrivanje temperature visoke preciznosti.

Toplinski otpornik prihvaća trožitnu metodu povezivanja. Trožični sustav koristi se za uklanjanje pogreške mjerenja uzrokovane otporom spojne žice. To je zato što je krug za mjerenje termistora općenito neuravnotežen most. Termistori su otpor na most, a njihove spojne žice (od termistora do središnje upravljačke sobe) također postaju dio otpora mosta. Ovaj dio otpora je nepoznat i mijenja se s temperaturom okoline, uzrokujući pogreške u mjerenju. Koristeći troživni sustav, jedna je žica spojena na kraj napajanja mosta, a druga dva su povezana s rukom mosta gdje se nalazi termistor, a most kraka uz njega, eliminirajući na taj način pogrešku mjerenja uzrokovanu linijskom otporom žice.

U industriji se općenito koristi troživna metoda povezivanja. Termoparovi generiraju milivolt signale i nemaju ovaj problem. Sastav sustava mjerenja temperature toplinskog otpornika

(1) Sustav mjerenja temperature toplinskog otpornika obično se sastoji od toplinskog otpornika, povezivanja žica i instrumenta zaslona. Sljedeće dvije točke moraju se primijetiti:
① Toplinski otpornik i instrument za prikaz moraju imati isti broj diplomiranja
② Da bi se uklonila utjecaj promjene otpora spojne žice, mora se koristiti trožijasta metoda povezivanja. Za detalje, pogledajte poglavlje 3 ovog članka.

(2) Oklopni toplinski otpornik oklopni toplinski otpor je čvrsto tijelo sastavljeno od elementa osjetljivosti na temperaturu (otpornik), olovne žice, izolacijskog materijala i kućišta od nehrđajućeg čelika. Njegov vanjski promjer je općenito φ2 ~ φ8mm, a minimum može doseći φmm. U usporedbi s običnim toplinskim otpornicima, ima sljedeće prednosti:
① Mala veličina, bez zraka iznutra, mali mjerni zaostatak u toplinskoj inerciji;
② dobra mehanička svojstva, otpornost na vibraciju i otpornost na udarce; ③ Može biti savijen za jednostavnu instalaciju ④ Dugi radni vijek.

(3) Toplinski otpor krajnjeg lica Element osjetljivosti termičkog otpornika krajnjeg lica namotan je posebno tretiranom žicom otpora i čvrsto je pričvršćen na krajnje lice termometra. U usporedbi s općim aksijalnim toplinskim otpornicima, može preciznije i brzo odražavati stvarnu temperaturu izmjerenog krajnjeg lica, a pogodan je za mjerenje krajnje temperature ležaja i drugih dijelova.

(4) Toplinski otpornici otporni na toplinski otpornici plamene koriste se posebnu strukturu spojne kutije za izoliranje eksplozivnog miješanog plina unutar ljuske iz iskre ili luka. Popravak kruga tijela otpornika neizbježno će promijeniti duljinu žice otpornika i utjecati na vrijednost otpora. Stoga je bolje zamijeniti tijelo otpornika novim. Ako se zavarivanje koristi za popravak, mora se kalibrirati nakon zavarivanja prije nego što se može koristiti.

Razlika između termoparova i toplinskih otpornika
I termoparovi i toplinski otpornici pripadaju mjerenju dodirne temperature u mjerenju temperature. Iako imaju istu funkciju mjerenja temperature objekta, njihovi principi i karakteristike su različiti.

Prvo, predstavimo termoparove. Termoparovi su najčešće korišteni temperaturni uređaji u mjerenju temperature. Njihove glavne značajke su širok raspon mjerenja, relativno stabilna performansa, jednostavna struktura, dobar dinamički odziv i mogućnost daljinskog prijenosa 4-20 MA električnih signala, što je prikladno za automatsku kontrolu i centraliziranu kontrolu. Načelo mjerenja temperature termoparova temelji se na termoelektričnom učinku. Kad su dva različita vodiča ili poluvodiči spojeni u zatvorenu petlju, kada su temperature na dva spoja različite, u petlji će se stvoriti termoelektrični potencijal. Taj se fenomen naziva termoelektrični učinak, poznat i kao Seebeckov efekt. Termoelektrični potencijal nastao u zatvorenoj petlji sastoji se od dva potencijala: potencijal razlike temperature i kontaktni potencijal. Termoelektrični potencijal odnosi se na potencijal koji generira dva kraja istog vodiča zbog različitih temperatura. Različiti vodiči imaju različitu gustoću elektrona, tako da su i potencijali koji generiraju također različiti. Kao što ime sugerira, kontaktni potencijal odnosi se na potencijal formiran kada su dva različita vodiča u kontaktu jer su njihove gustoće elektrona različita, tako da se generira određena količina difuzije elektrona. Kada dosegnu određenu ravnotežu, veličina kontaktnog potencijala ovisi o svojstvima materijala dva različita vodiča i temperaturi njihovih kontaktnih točaka. Termoparovi koji se trenutno koriste na tržištu imaju standardnu ​​specifikaciju, koja određuje da su termoelerovi podijeljeni u osam različitih podjela, naime B, R, S, K, N, E, J i T. Najmanja temperatura koju mogu izmjeriti je minus 270 Celzijevih, a najviši je 1800 stupnjeva Celzijusa. Među njima, B, R i S pripadaju platinastoj seriji termoparova. Budući da je Platinum dragocjeni metal, nazivaju se i plemenitim metalnim termoelevima, a preostali se nazivaju jeftini metalni termopale.

Postoje dvije strukture termoparova, obični tip i oklopni tip. Obični termoelerovi uglavnom se sastoje od termoeleva, izolacijskih cijevi, zaštitnih rukava i spojnih kutija, dok su oklopni termoparovi čvrsta kombinacija žica termoelenata, izolacijskih materijala i metalnih zaštitnih rukava sastavljenih i istezanih. Međutim, električni signal termoelementa zahtijeva posebnu žicu za prijenos, koju nazivamo žicom za kompenzaciju. Različiti termoparovi zahtijevaju različite kompenzacijske žice, čija je glavna funkcija povezivanje s termoelementom, tako da je referentni kraj termoelementa daleko od napajanja, tako da je temperatura referentnog kraja stabilna.

Naknadne žice podijeljene su na vrstu kompenzacije i vrstu proširenja. Kemijski sastav produžne žice isti je kao i kompenzirani termoelement, ali u praksi žica za produženje nije izrađena od istog metala kao i termoelement. Obično se zamjenjuje žicom s istom gustoćom elektrona kao i termoelement. Priključak između kompenzacijske žice i termoelementa općenito je vrlo jasan. Pozitivni stup termoelementa povezan je s crvenom žicom od kompenzacijske žice, a negativni pol spojen je na preostalu boju. Većina žica opće kompenzacije izrađena je od legure bakra-nickel.

Drugo, uvedemo toplinski otpornik. Iako se toplinski otpornik široko koristi u industriji, njegova je primjena ograničena na određenu mjeru zbog raspona mjerenja temperature. Načelo mjerenja temperature toplinskog otpornika temelji se na karakteristikama da se vrijednost otpora vodiča ili poluvodiča mijenja s temperaturom. Ima mnogo prednosti, poput daljinskog prijenosa električnih signala, visoke osjetljivosti, snažne stabilnosti, dobre izmjenjivosti i točnosti, ali zahtijeva pobudu snage i ne može odmah izmjeriti promjene temperature. Industrijski toplinski otpornici uglavnom koriste PT100, PT10, CU50, CU100. Raspon mjerenja temperature toplinskih otpornika platine općenito je minus 200-800 stupnjeva Celzijusa, a onaj bakrenih toplinskih otpornika minus je 40 do 140 stupnjeva Celzijusa. Toplinski otpornici klasificiraju se u iste vrste kao i termoparovi, ali ne zahtijevaju kompenzacijske žice i jeftinije su od toplinskih parova.