德国TMG测量温度传感器/热电偶/电阻温度计WH29是一款高性能、多功能的温度测量仪器,以下是对该产品的详细介绍: 一、产品概述 德国TMG作为电子温度测量技术的专业制造商,自1990年成立以来,已发展成为德国乃至国际市场上的温度测量技术领域的专家。WH29作为其旗下的一款经典产品,结合了热电偶和电阻温度计的优点,具有高精度、高稳定性和广泛的应用范围。 二、产品特点 高精度测量: WH29采用了先进的测温元件,能够确保高精度的温度测量。其测量范围广泛,通常可达-35℃至+400℃(具体范围可能因产品规格而异),满足各种温度测量场合的需求。该产品符合EN 60751 A级或B级标准,确保了测量的准确性和可靠性。 多种测温原理: WH29不仅支持电阻温度计测温原理,还兼容热电偶测温原理。用户可以根据实际需求选择合适的测温方式,以获得更准确的测量结果。热电偶测温原理基于塞贝克效应,其敏感部分由两种不同材料的导体结合而成,能够测量更广泛的温度范围。 易于安装和维护: WH29设计有标准的螺纹接口和连接电缆,方便用户进行安装和连接。其紧凑的结构和较小的体积也使得维护过程更加简便快捷。该产品还提供了多种过程连接方式,如螺纹、法兰、可调螺钉等,以适应不同的安装环境。 可靠性强: WH29采用了高质量的材料和先进的制造工艺,确保了产品的稳定性和可靠性。其内部结构和元件均经过严格筛选和测试,能够在各种恶劣环境下保持稳定的测量性能。该产品还具有良好的密封性和抗干扰能力,能够防止外部干扰对测量结果的影响。 广泛应用: WH29适用于各种工业领域,如制药、食品、机械、设备工程、玻璃、熔炉工业、发电厂和能源技术等。在制药和分析技术中,该传感器特别适用于灭菌、包装、高压灭菌以及一般过程控制。在晶圆生产中,热处理过程中的温度场控制至关重要。了解烘箱内的准确温度条件以及控制过程的选项对产品质量具有决定性的影响。因此,WH29也广泛应用于晶圆生产的温度测量和控制中。 三、工作原理 德国TMG测量温度传感器/热电偶/电阻温度计WH29的工作原理基于电阻和热电效应的变化来测量温度。当温度计暴露在温度变化的环境中时,其内部的测温元件(如铂电阻或热电偶)的电阻值或热电压会随之变化。通过测量这些变化量,可以精确地得到温度值。 四、总结 德国TMG测量温度传感器/热电偶/电阻温度计WH29以其高精度测量、多种测温原理、易于安装和维护、可靠性强以及广泛的应用范围等特点,在温度测量领域具有显著的优势。无论是在制药、食品、机械还是晶圆生产等工业领域,它都能为用户提供准确、稳定的温度测量服务。
1热电偶的测量原理是什么? 联系电话15953101283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。 热电偶由两根不同导线(热电极)组成,它们的一端是互相焊接的,形成热电偶的测量端(也称工作端)。将它插入待测温度的介质中;而热电偶的另一端 (参比端或自由端)则与显示仪表相连。如果热电偶的测量端与参比端存在温度差,则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。 2.热电阻的测量原理是什么? 热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的,热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上或通过激光溅射工艺在基片形成。当被测介质有温度梯度时,则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。 3.如何选择热电偶和热电阻? 根据测温范围选择:500℃以上一般选择热电偶,500℃以下一般选择热电阻; 根据测量精度选择:对精度要求较高选择热电阻,对精度要求不高选择热电偶; 根据测量范围选择:热电偶所测量的一般指“点”温,热电阻所测量的一般指空间平均温度; 4.什么是铠装热电偶,有什么优点? 在IEC1515的标准中名称为《mineral insulated thermocouple cable》,即无机矿物绝缘热电电偶缆。将热电极、绝缘物和护套通过整体拉制而形成的,外表面好像是被覆一层“铠装”,故称为铠装热电偶。同一般装配式热电偶相比,具有耐压高、可弯曲性能好、抗氧化性能好及使用寿命长等优点。 5.热电偶的分度号有哪几种?有何特点? 热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。其中S、R、B属于贵金属热电偶,N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。 S分度号的特点是抗氧化性能强,宜在氧化性、惰性气氛中连续使用,长期使用温度1400℃,短期1600℃。在所有热电偶中,S分度号的精确度等级最高,通常用作标准热电偶; R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右,其它性能几乎完全相同;}B分度号在室温下热电动势极小,故在测量时一般不用补偿导线。它的长期使用温度为1600℃,短期1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用,也可在真空条件下短期使用。 N分度号的特点是1300℃下高温抗氧化能力强,热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好,耐核辐照及耐低温性能也好,可以部分代替S分度号热电偶; K分度号的特点是抗氧化性能强,宜在氧化性、惰性气氛中连续使用,长期使用温度1000℃,短期1200℃。在所有热电偶中使用最广泛; E分度号的特点是在常用热电偶中,其热电动势最大,即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用,使用温度0-800℃; J分度号的特点是既可用于氧化性气氛(使用温度上限750℃),也可用于还原性气氛(使用温度上限950℃),并且耐H2及CO气体腐蚀,多用于炼油及化工; T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高,通常用来测量300℃以下的温度。 6.热电阻的引出线方式有几种?都有什么影响?(YH^ 热电阻的引出线方式有3种:即2线制、3线制、4线制。 2线制热电阻配线简单,但要带进引线电阻的附加误差。因此不适用制造A级精度的热电阻,且在使用时引线及导线都不宜过长。 3线制可以消除引线电阻的影响,测量精度高于2线制。作为过程检测元件,其应用最广。 4线制不仅可以消除引线电阻的影响,而且在连接导线阻值相同时,还可以消除该电阻的影响。在高精度测量时,要采用4线制。 7.N型热电偶与K型热电偶相比有哪些优缺点? N型热电偶的优点: -高温抗氧化能力强,长期稳定性强。K型热电偶镍铬的正极中Cr、Si元素择优氧化引起合金成分不均匀及热电动势漂移等,在N型热电偶增加Cr、Si含量,使镍铬合金的氧化模式由内氧化转变为外氧化,致使氧化反应仅在表面进行; -低温短期热循环稳定性好,且抑制了磁性转变; -耐核辐射能力强。N型热电偶取消了K型中的易蜕变元素Mn、Co,使抗中子辐照能力进一步加强; -在400~1300℃范围内,N型热电偶的热电特性的线性比K型好。 N型热电偶的缺点: -N型热电偶的材料比K型硬,较难加工; -价格相对较贵。N型热电偶的热膨胀系数要比不锈钢低15%,因此N型铠装热电偶的外套管应采用NiCrSi/NiSi合金; -在-200~400℃范围内非线性误差较大。 8.如何选择合适的热安装套管? 热安装套管的形状主要依据介质的温度、压力、密度和流速及所需插入长度而定。ASME/ANSI PTC19.3对此作了充分规定,采用套管强度分析软件可计算出套管设计是否符合工艺要求。安装于现场的热套管需计算热套管的强度,影响护套管的强度主要有以下三点: 1. 流动引起的振动;经过护套管的液体产生一定频率的旋涡,称为涡区频率,该频率流速成正比。如果这个频率和热套管的固有频率接近或一致,就会产生共振,使吸收大量的热能,从而产生很高的应力并有可能损坏热套管和套管内传感器。ASME技术标准要求:涡区频率和热套管固有频率的比率应小于0.8。 2. 流动引起的应力;流体流动随着流速和密度而变化,并在热套管施加了力,这个流动引起的压力通过计算可以得出。 3. 过程压力;热套管所能承受的最大静压可以计算得出。"一般热安装套管的连接方式有螺纹连接式、法兰连接式和焊接式三种。 9.如何选择合适的双金属温度计? 水平安装时,选择轴向或万向型双金属温度计; 垂直安装时,选择径向或万向型双金属温度计; 倾斜安装时,根据实际需要选择轴向、径向或万向型双金属温度计; 如需对测量点设置上下限报警控制时,可选择电接点双金属温度计 10.双金属温度计有什么优缺点? 双金属温度计的优点在于价格相对低廉、读数直观,缺点为测温范围较小、精度相对不高。通常作为就地测量、显示仪表。 11.温度变送器有何特点? 温度变送器的特点是 -静态功耗低、安全可靠、不需维修、使用寿命长。 -体积较小,可与热电偶、热电阻融为一体,不仅安装方便,还可节省温变器安装费用。 -传输信号为4-20mA标准信号,不但抗干扰能力强,传输距离远,而且可节约价格较贵的补偿导线。 -可提供符合HART协议及FF、PROFBUS总线通讯协议形式. 12.压力式温度计测量原理是什么? 依据液体膨胀定律,即一定质量的液体,在体积不变的条件下,液体的压力与温度呈线形。气体、蒸汽的压力与温度也是呈一定的函数关系,因此压力式温度计的标尺应均匀等分。压力式温度计是由充有感温介质的温包、传压元件(毛细管)及压力敏感元件(弹簧管)组成。 13.红外线温度计测量原理是什么? 红外线测温计由光学系统,光电探测器,信号放大器及信号处理.显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号,该信号再经换算转变为被测目标的温度值。 14.如何选择合适的补偿导线或电缆? 热电偶的补偿导线和电缆主要用于将热电偶的热电动势延长至二次仪表或控制室。主要有延伸型和补偿型两种补偿导线,延伸型采用与热电极相同的材料,所以精度较高;补偿型采用与热电极的热电势特性相势的材料,所以精度没有延伸型高。
热电偶是一种感温元件。它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。下面我们来了解下热电偶温度计的工作原理及应用范围。 一、热电偶温度计的工作原理及应用范围 热电偶温度计的工作原理丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。国能仪表专业生产压力表:压力表,精密压力表,不锈钢压力表,双针压力表,膜盒压力表,隔膜压力表、耐震压力表,电接点压力表,防爆电接点压力表等系列压力表。 二、热电偶温度计的应用范围 采用双金属温度计、热电偶或热电阻一体化温度变送的方式,既满足现场测温需求,亦满足远距离传输需求,可以直接测量各种生产过程中的-80-+500℃范围内液体、蒸气和气体介质以及固体表面测温。 用途:用于测量各种温度物体,测量范围极大,远远大于酒精、水银温度计。它适用于炼钢炉、炼焦炉等高温地区,也可测量液态氢、液态氮等低温物体。 上述的内容就是热电偶温度计的工作原理及应用范围,常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。
[size=15px][b]工作原理:[/b][/size]两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。[size=15px][color=white][back=#3c40eb][b]安装要求:[/b][/back][/color][/size][list][*]首先热电偶和热电阻的安装应尽可能保持垂直,以防止保护套管在高温下产生变形,但在有流速的情况下,则必须迎着被测介质的流向插入,以保证测温元件与流体的充分接触以保证其测量精度。[*]另外热电偶和热电阻应尽量安装在有保护层的管道内,以防止热量散失。其次当热电偶和热电阻传感器安装在负压管道中时,必须保证测量处具有良好的密封性,以防止外界冷空气进入,使读数偏低。[*]当热电偶和热电阻传感器安装在户外时,热电偶和热电阻传感器的接线盒面盖应向上,入线口应向下,以避免雨水或灰尘进入接线盒,而损坏热电偶和热电阻接线盒内的接线影响其测量精度。[*]应经常检查热电偶和热电阻温度计各处的接线情况,特别是热电偶温度计由于其补偿导线的材料硬度较高,非常容易从接线柱脱离造成断路故障,因此要接线良好不要过多碰动温度计的接线并经常检查,以获得正确的测量温度。[*]热电偶安装时应放置在尽可能靠近所要测的温度控制点。为防止热量沿热电偶传走或防止保护管影响被测温度,热电偶应浸入所测流体之中,深度至少为直径的10倍。当测量固体温度时,热电偶应当顶着该材料或与该材料紧密接触。为了使导热误差减至最小,应减小接点附近的温度梯度。[*]当用热电偶测量管道中的气体温度时,如果管壁温度明显地较高或较低,则热电偶将对之辐射或吸收热量,从而显着改变被测温度。这时,可以用一辐射屏蔽罩来使其温度接近气体温度,采用所谓的屏罩式热电偶。[*]选择测温点时应具有代表性,例如测量管道中流体温度时,热电偶的测量端应处于管道中流速最大处。一般来说,热电偶的保护套管末端应越过流速中心线。 [/list]
1、温度计、热电偶宜安装在直管段上,其安装要求最小管径规定如下: 1)工业水银温度计,DN50 2)热电偶、热电阻、双金属温度计,DN80 3)压力式温度计,DN150 4)扩径管长度不应小于250mm。 2、温度计、热电偶在管道拐弯处安装时,管径不应小于DN40,且与管内流体流向成逆流接触。 3、温度计可垂直安装或倾斜45°安装,倾斜45°安装时,应与管内流体流向成逆流接触。 4、现场指示温度计的安装高度宜为1.2~1.5m。高于2.0m时宜设直梯成活动平台。为了便于检修,距离平台最低不宜小于300mm。 5、对于有分支的工艺管道,安装温度计或热电偶时,要特别注意安装位置与工艺流程相符,且不能安装在工艺管道的死角、盲肠位置。
热电偶温度计属于接触式温度测量仪表。是根据热电效应即塞贝克效应原理来测量温度的,是温度测量仪表中常用的测温元件。将不同材料的导体A、B接成闭合回路,接触测温点的一端称测量端,一端称参比端。若测量端和参比端所处温度t和t0 不同,则在回路的A、B之间就产生一热电势EAB(t,t0 ),这种现象称为塞贝克效应,即热电效应。EAB大小随导体A、B的材料和两端温度t和t0 而变,这种回路称为原型热电偶。在实际应用中,将A、B的一端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处,而将参比端分开,用导线接入显示仪表,并保持参比端接点温度t0稳定。显示仪表所测电势只随被测温度而t变化。
[color=#990000]摘要:针对温度跟踪控制中存在热电堆信号小致使控制器温度跟踪控制精度差,以及热电阻形式的温度跟踪控制中需要额外配置惠斯特电桥进行转换的问题,本文提出相应的解决方案。解决方案的核心是采用一个多功能的超高精度PID控制器,具有24AD和16位DA,可大幅提高温差热电堆跟踪温度控制精度。同时,此PID控制器具有远程设定点功能,两个热电阻温度传感器可直接接入控制器就能实现相应的温度自动跟踪控制。由此仅通过一个超高精度PID控制器,可实现热电偶和热电阻形式的高精度温度跟踪控制。[/color][align=center][img=高精度温度跟踪控制,600,330]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301051642301750_9704_3221506_3.jpg!w690x380.jpg[/img][/align][size=18px][color=#990000][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size] 在一些工业领域和热分析仪器领域内,常会用到温度自动跟踪功能,以达到以下目的: (1)保证温度均匀性:如一些高精度加热炉和半导体圆晶快速热处理炉等,为实现一定空间或面积内的温度均匀,一般会采取分区加热方式,即辅助加热区的温度会自动跟踪主加热区。 (2)绝热防护:在许多热分析仪器中,如绝热量热仪、热导率测试仪和量热计等,测试模型要求绝热边界条件。这些热分析仪器往往会采取等温绝热方式手段,由此来实现比采用隔热材料的被动绝热方式更高的测量精度。 自动温度跟踪功能的使用往往意味着要实现快速和准确的温度控制,其特征是具有多个温度传感器和加热器,其中温差探测器多为电压信号输出的热电偶和电阻输出的热电阻形式。对于采用这两种温差探测器的温度跟踪控制,在具体实施过程中还存在以下两方面的问题: (1)在以热电堆为温差传感器的跟踪温度控制过程中,往往会用多只热电偶构成热电堆来放大,N对热电偶组成的热电堆会将温差信号放大N倍,但即使放大了温差信号,总的温差信号对应的输出电压也是非常小。如对于K型热电偶,1℃温差对应40uV的电压信号,若使用10对K型热电偶组成温差热电堆,则1℃温差时热电堆只有400uV的电压信号输出。对于如此小的电压值作为PID控制器的输入信号,若要实现小于0.1℃的温度跟踪控制,一般精度的PID控制器很难实现高精度,因此必须采用更高精度的PID控制器。 (2)在以热电阻测温形式的跟踪温度控制过程中,情况将更为复杂,一般是采用复杂的惠斯登电桥(wheatstonebridge)将两只热电阻温度传感器的电阻差转换为电压信号,再采用PID控制器进行跟踪控制。但这样一方面是增加额外的电桥仪表,另一方面同样要面临普通PID控制器精度不高的问题。 为此,针对上述温度跟踪控制中存在的上述问题,本文将提出相应的解决方案。解决方案的核心是采用一个多功能的超高精度PID控制器,具有24AD和16位DA,可大幅提高温差热电堆跟踪温度控制精度。同时,此PID控制器具有远程设定点功能,两个热电阻温度传感器可直接接入控制器就能实现相应的温度自动跟踪控制。由此通过一个超高精度PID控制器,可实现热电偶和热电阻形式的高精度温度跟踪控制。[b][size=18px][color=#990000]2. 解决方案[/color][/size][/b] 为了实现热电堆和热电阻两种测温形式的温度跟踪控制,解决方案需要解决两个问题: (1)高精度的PID控制器,可检测由多只热电偶组成的温差热电堆输出小信号。 (2)不使用电桥仪器,直接采用PID控制器连接两只热电阻温度传感器进行跟踪控制。 为解决温度跟踪控制中的上述两个问题,解决方案将采用VPC-2021系列多功能超高精度的PID控制器。此控制器的外观和背面接线图如图1所示。[align=center][img=,600,177]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301051656426331_2008_3221506_3.jpg!w690x204.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图1 VPC 2021系列多功能超高精度PID控制器[/color][/b][/align] 针对温度跟踪控制,VPC 2021系列多功能超高精度PID程序控制器的主要特点如下: (1)24位AD,16位DA,双精度浮点运算,最小输出百分比为0.01%。 (2)可连接模拟电压小信号,可连接各种热电偶,可连接各种铂电阻和热敏电阻温度传感器,共有多达47种输入信号形式。 (3)具备远程设定点功能,即将外部传感器信号直接作为设定点来进行自动控制。 对于由热电偶组成的热电堆温差探测器形式的温度跟踪控制,具体接线形式如图2所示。[align=center][color=#990000][b][img=温差热电堆控制器接线图,500,194]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301051643371408_3010_3221506_3.jpg!w690x268.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][b][color=#990000]图2 温差热电堆控制器接线图[/color][/b][/align] 图2是典型的温差热电堆控制器接线形式,其中用了两只或多只热电偶构成的热电堆检测物体AB之间的温差,温差信号(电压)直接连接到PID控制器的主输入端,PID控制器调节物体B的加热功率,使温差信号始终保持最小(近似零),从而实现物体B的温度始终跟踪物体A。 对于由热电阻温度传感器形式构成的温度跟踪控制,具体接线形式如图3所示。这里用了控制器的远程设定点功能,这时需要物体AB上分别安装两只热电阻温度计,其中物体B上的热电阻(两线制或三线制)连接到PID控制器的主输入端作为控制传感器,物体A上的热电阻(与物体B热电阻制式保持相同)连接到PID控制器的辅助输入端作为远程设定点传感器,由此实现物体B的温度调节始终跟踪物体A的温度变化。[align=center][img=热电阻温度传感器控制器接线图,500,195]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301051644317319_3570_3221506_3.jpg!w690x270.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图3 热电阻温度传感器控制器接线图[/color][/b][/align][b][color=#990000][size=18px]3. 总结[/size][/color][/b] 高精度的温度跟踪控制一直以来都是一个技术难点,如对于热电偶组成的温差热电堆温度跟踪控制,若采用普通精度的PID控制器还有实现高精度的温度跟踪控制,通常需要增加外围辅助技术手段,一是通过增加热电偶对数来增大温差电压信号,但这种方式工程实现难度较大且带来导线漏热问题,二是采用较高品质的直流信号放大器对温差电压信号进行放大,这同时增加了控制设备的复杂程度和造价。 对于采用热电阻温度传感器进行温度跟踪控制,以往的实现方法是采用复杂的惠斯登电桥(wheatstone bridge)将两只热电阻温度传感器的电阻差转换为电压信号,这同样增加了控制设备的复杂程度和造价。 由此可见,采用VPC 2021系列多功能超高精度PID调节器,可直接与相应的温度传感器进行连接,简化了温度跟踪控制的实现难度和装置的体积,更主要的是超高精度的数据采集和控制可大幅提高温度跟踪的控制精度。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~[/align][align=center][/align][align=center][/align]
[font=宋体] [color=#333333][size=3]在工业应用中,热电偶的选择首先应根据被测温度的上限,正确地选择热电偶的热电极及保护套管;根据被测对象的结构及安装特点,选择热电偶的规格及尺寸。[/size][/color][/font][color=#333333][font=宋体][size=3] 热电偶按结构形式可分为普通工业型、铠装型及特殊型等。[/size][/font][/color][color=#333333][font=宋体][size=3] 常用的普通工业型热电偶有:[/size][/font][/color][size=3][color=#333333] [/color][color=#333333]1?[/color][color=#333333]铂铑[/color][color=#333333]10[/color][color=#333333]-铂热电偶:属于贵重金属热电偶,正极为铂铑合金,负极为铂,短期工作温度为[/color][color=#333333]1600[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333],长期工作温度为[/color][color=#333333]1300[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333],物理、化学稳定性好,一般用于准确度要求较高的高温测量。但材料较贵,热电势较小。分度号为[/color][color=#333333]S[/color][color=#333333]。[/color][/size][size=3][color=#333333] [/color][color=#333333]2?[/color][color=#333333]镍铬-镍硅热电偶:它是非贵重金属中性能最稳定的一种,应用很广,正极为镍铬。短期工作温度为[/color][color=#333333]1200[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333],长期工作温度为[/color][color=#333333]900[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]。此种热电偶的热电势比上一种大[/color][color=#333333]4[/color][color=#333333]到[/color][color=#333333]5[/color][color=#333333]倍,而且线性度更好,误差一般在[/color][color=#333333](6[/color][color=#333333]~[/color][color=#333333]8)[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]。但其热电极不易做得很均匀,较易氧化,稳定性差。分度号为[/color][color=#333333]K[/color][color=#333333]。[/color][/size][size=3][color=#333333] [/color][color=#333333]3?[/color][color=#333333]镍铬-康铜热电偶:正极是镍铬,短期工作温度为[/color][color=#333333]800[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333],长期工作温度为[/color][color=#333333]600[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333]。它是热电势最大的一种热电偶,测量准确度较高,但极易氧化。分度号为[/color][color=#333333]E[/color][color=#333333]。[/color][/size][size=3][color=#333333] [/color][color=#333333]4?[/color][color=#333333]铜-康铜热电偶:这是在低温下应用得很普遍的热电偶,测量温度范围[/color][color=#333333]([/color][color=#333333]-[/color][color=#333333]200[/color][color=#333333]~+[/color][color=#333333]200)[/color][color=#333333]℃[/color][color=#333333],稳定性好,低温时灵敏度高并且价格低廉。分度号为[/color][color=#333333]T[/color][color=#333333]。[/color][/size][color=#333333][font=宋体][size=3] 铠装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管三者组合加工而成,它可以做得很细很长,在使用中可以随测量需要进行弯曲,其特点是:热惰性小、热接点处的热容量小、寿命较长、适应性强等,应用广泛。[/size][/font][/color][size=3][color=#333333] 热电偶安装时应放置在尽可能靠近所要测的温度控制点。为防止热量沿热电偶传走或防止保护管影响被测温度,热电偶应浸入所测流体之中,深度至少为直径的[/color][color=#333333]10[/color][color=#333333]倍。当测量固体温度时,热电偶应当顶着该材料或与该材料紧密接触。为了使导热误差减至最小,应减小接点附近的温度梯度。[/color][/size][color=#333333][font=宋体][size=3] 当用热电偶测量管道中的气体温度时,如果管壁温度明显地较高或较低,则热电偶将对之辐射或吸收热量,从而显著改变被测温度。这时,可以用一辐射屏蔽罩来使其温度接近气体温度,采用所谓的屏罩式热电偶。[/size][/font][/color][color=#333333][font=宋体][size=3] 选择测温点时应具有代表性,例如测量管道中流体温度时,热电偶的测量端应处于管道中流速最大处。一般来说,热电偶的保护套管末端应越过流速中心线。[/size][/font][/color][color=#333333][font=宋体][size=3] 实际使用时特别要注意补偿导线的使用。通常接在仪表和接线盒之间的补偿导线,其热电性质与所用热电偶相同或相近,与热电偶连接后不会产生大的附加热电势,不会影响热电偶回路的总热电势。如果用普通导线来代替补偿导线,就起不到补偿作用,从而降低测温的准确性。所以,使用单位在安装仪表敷线时应注意:补偿导线与热电偶连接时,极性切勿接反,否则测温误差反而增大。[/size][/font][/color][size=3][color=#333333] 实际测量中,如果测量值偏离实际值太多,除热电偶安装位置不当外,还有可能是热电偶偶丝被氧化、热电偶测量端焊点出现砂眼等。[/color][color=#333333][/color][/size]
实验室想买一高精度电子温度计大致要求是精度为正负0.1摄氏度,量程为-20到200摄氏度,分辨率为0.1摄氏度,主要用来测量普通气体和液体。其他要求就是功能尽可能简单(尽量便宜),只需要温度测量显示,不需要打印等等。如有大虾知道相关信息的,烦请告知,不胜感激!
请问快速数字热电偶温度计(BAT-8型)活其它类似可快速测定微波反应腔内液体温度(-150度)的测温装置,在哪购买?
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[b]前言[/b]马弗炉,又称电阻炉,根据外观形状可称为箱式炉、管式炉、坩埚炉等,是实验室中一种常见的设备,主要用于加热样品。目前在售的马弗炉,通常采用智能PID调节控制升降温程序和炉内温度,测温元件常用的是热电偶。大家在使用马弗炉时,通常会考虑一个问题,即炉子的温度准不准?我们经常要使用马弗炉烧结样品做科学研究,温度的准确性对于结果的可靠性非常重要。要回答这个问题,其实涉及到3个方面:1.热电偶测温是否准确,2.马弗炉内温度场分布是否均匀,3.PID控制精度。第3点对于厂家来说通常不成问题,误差可以控制到±1℃,甚至小于±1℃;第2点可以咨询厂家索取技术资料,也能达到要求;然后我们主要考虑和解决了第1点,热电偶测温准确性问题。热电偶有不同的类型,不同类型的热电偶测温的范围是不一样的,以下引用论坛其他版友帖子内容([url=https://bbs.instrument.com.cn/topic/7148533]【原创】热电偶(themral couple)[/url]):“常用的的热电偶分为K、S、B型:k型热电偶测量的温度是1200度以下,材料是镍铬和镍硅材料。s型热电偶测量1500度以下,铂铑1和0纯铂(铂铑10-铂热电偶就是:偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(rp)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为13%,含铂为87%,负极(rn)为纯铂,长期最高使用温度为1300℃,短期最高使用温度为1600℃。)b型热电偶测量1700度以下铂铑30和铂铑6(铂铑30-铂铑6就是:偶丝直径规定为0.5mm,允许偏差-0.015mm,其正极(bp)的名义化学成分为铂铑合金,其中含铑为30%,含铂为70%,负极(bn)为铂铑合金,含铑为量6%,故俗称双铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600℃,短期最高使用温度为1800)”虽然三种类型的热电偶都具有较宽的温度使用范围,但实际上在不同温度范围的精度是不一样的。根据[url=https://baike.baidu.com/item/K%E5%9E%8B%E7%83%AD%E7%94%B5%E5%81%B6#3_3]百度百科[/url]的建议:“使用温度在1300~1800℃,要求精度又比较高时,一般选用B型热电偶;使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶;在1000℃以下一般用K型热电偶。”[b] 实验方法与过程[/b]我们实验室用的一台箱式炉(如图1,型号KJ-M1400-1C)配的是S型热电偶,我们的使用需求是既要用25-700℃,又要用800-1300℃,所以几乎整个温度范围都需要校准。[align=center][img=,451,681]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171110386020_7265_2193245_3.jpg!w451x681.jpg[/img][/align][align=center]图1[/align]校准方法如下:自行购置PT100热电阻、K型热电偶、S型热电偶(见图2),分别对应测温范围为25-300℃、300-1000℃、1000-1300℃。在炉子的保温砖上钻一个孔,外置的热电偶/热电阻从孔中插入到炉膛内,另外一端连接至温度记录仪(见图3),同时用S型温度补偿导线从炉子本身热电偶上并联接出至温度记录仪。这样在升温/降温程序运行时,炉子本身热电偶测得的温度和外置的热电偶/热电阻测得的温度变会同步记录在温度记录仪上。采用以下两种升温程序:1.以2.5 ℃/min的升温速率从室温升至300 ℃,然后保温1h;2.以5 ℃/min的速率从室温升温至1350℃,每50 ℃保温10min。[align=center][img=,690,464]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171112270740_3209_2193245_3.jpg!w690x464.jpg[/img]图2[img=,690,684]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171112278280_4078_2193245_3.jpg!w690x684.jpg[/img]图3[/align][b]结果分析[/b]如图4、5所示为25-300℃范围外置PT100热电阻(图中标记为PT100或Measured)与炉子自带S型热电偶(图中标记为System)测得的温度变化曲线。从这两张图可以看出,在25-300℃范围,实际温度与炉子自带S型热电偶测得温度差别较大,差值最大超过100℃。图4升温程序本为升温10min、保温10min交替进行,保温阶段温度应该基本不变(曲线有平台),但结果显示,无论自带还是外置,曲线都无明显平台,而是波动较大。图5结果表明,在25-300℃范围,2.5 ℃/min这样很慢的升温速率,温度是波动式上升的,实际温度比炉子自带S型热电偶测得温度高50-80℃,温度越低,差值越大;到300℃保温半小时以后,差值才趋于稳定,高约50℃。[align=center][img=,690,519]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171113416019_2041_2193245_3.jpg!w690x519.jpg[/img]图4[img=,690,524]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171113431399_5991_2193245_3.jpg!w690x524.jpg[/img]图5[/align]如图6所示为300-1000℃范围外置K型热电阻(图中标记为K)与炉子自带S型热电偶(图中标记为System)测得的温度变化曲线。从图中可以看出,炉子自带S型热电偶测得温度依然比实际温度偏低,差别小于50℃,温度越高,差别越小。[align=center][img=,690,515]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171113446170_904_2193245_3.jpg!w690x515.jpg[/img]图6[/align]如图7所示为1000-1350℃范围外置S型热电阻(图中标记为S)与炉子自带S型热电偶(图中标记为System)测得的温度变化曲线。在1000-1150℃范围内,二者温度基本一样,曲线几乎重合,往后1150-1350℃,外置S型热电阻比炉子自带S型热电偶测得的温度低。可能的原因有两点:1.虽然同为S型热电偶,但考虑到材料或加工等方面的原因,精度会有差别;2.外置热电偶的长度不够,即使完全伸进炉膛,与内置热电偶测温的位置仍然不一样(PT100热电阻和K型热电偶足够长,没有这个问题)。[align=center][img=,690,525]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910171113462489_428_2193245_3.jpg!w690x525.jpg[/img]图7[/align]分析以上实验结果的时候,外置热电偶所测温度被当成是实际温度,可能有人会有疑问,你怎么知道你买的这些热电偶就是很准确的呢?诚然,我也无法确定它们的精确程度,最严谨的方法应该是用经过计量认证的测温工具来测试。但我们没有这个条件,只能采用这种低成本(单根几百元)的方式校准,它们是符合国家标准的合格产品,结果有一定的可信度。其实也并非S型热电偶只能测准1000-1300℃,还是得看材料和工艺,最终体现在价格上。举个例子,差式量热扫描仪(DSC)的热电偶同为S型,即使测1000℃以下的温度也很准确,价格约2万;而我们的马弗炉总价可能才2万左右,那S型热电偶价格估计只要几百,不超过一千,所以精确度差点也可以理解。[b]总结[/b]1.对于该台配S型热电偶的箱式炉,在25-300℃,温度偏差50-80℃,在300-1000℃,温度偏差小于50℃,1000-1350℃认为无偏差;2.对于不同温度范围的使用需求,应考虑购置相应类型热电偶的马弗炉。[b]后记[/b]说了那么多,最终还是要解决我们的需求。刚开始分析出这个结果的时候,将就着用,只是设置温度的时候,按校准过的温度设置。比如要烧700℃,设置成650℃。后来重新买了一台配K型热电偶的箱式炉,烧1000℃以下时就用这台。也用同样的方法校准过,300℃以下温差小多了。然后还买了一台配B型热电偶的管式炉,最高烧到1500℃。
[size=3][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]、我从一本温度计量的书上看到,[/font][font=Times New Roman]K[/font][font=宋体]型热电偶误差限为:[/font][/size][size=3][font=宋体]级别[/font][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]测温范围[/font][font=Times New Roman]/[/font][font=宋体]℃[/font][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]误差限[/font][font=Times New Roman]/[/font][font=宋体]℃[/font][/size][size=3][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]Ⅰ[/font][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]≤[/font][font=Times New Roman]400 [/font][font=宋体]±[/font][font=Times New Roman]1.6[/font][/size][size=3][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]>400 ±0.4%t[/font][/size][font=宋体][size=3] [/size][/font][size=3][font=宋体]Ⅱ ≤[/font][font=Times New Roman]400 [/font][font=宋体]±[/font][font=Times New Roman]3.0[/font][/size][size=3][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]>400 ±0.75%t[/font][/size][font=宋体][size=3] [/size][/font][font=宋体][size=3]Ⅲ -200~0 ±1.5%t[/size][/font][font=宋体][size=3] [/size][/font][font=宋体][size=3]而JJG351—1996给出的为:[/size][/font][size=3][font=宋体]级别[/font][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]测温范围[/font][font=Times New Roman]/[/font][font=宋体]℃[/font][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]误差限[/font][font=Times New Roman]/[/font][font=宋体]℃[/font][/size][font=宋体][size=3]Ⅰ -40~1100 ±1.5或±0.40%t[/size][/font][font=宋体][size=3] [/size][/font][size=3][font=宋体]Ⅱ -40~1300 ±[/font][font=Times New Roman]2.5[/font][font=宋体]或[/font][font=宋体]±0.75%t[/font][/size][font=宋体][size=3] [/size][/font][font=宋体][size=3]不知为什么规程没有给出Ⅲ级、温度范围为(-200~0)℃的,是现在不推荐使用温度范围了,还是别的什么原因规程没有给出Ⅲ级、温度范围为(-200~0)℃?[/size][/font][size=3][font=宋体]2[/font][font=宋体]、该温度计量的书给出热电偶直径为0.8mm和1.0mm的长期使用最高温度900℃,短期使用最高温度1000℃;3.2mm的长期使用最高温度1200℃,短期使用最高温度1300℃。而我所的[/font][font=Times New Roman]K[/font][font=宋体]型[/font][font=宋体]热电偶为铠装的,一支外径为1mm、一支外径为3mm,请问该两支热电偶长期使用最高温度和短期使用最高温度分别是为多少?[/font][/size]
热电偶温度信号的冷端补偿和线性化 摘要:本文介绍了各种热电偶温度信号的冷端补偿和线性化的原理与方法。 关键词:热电偶、线性化、冷端补偿。 一、前言 温度信号的检测和控制,除了利用有源元件外,多数是采用热电阻或热电偶。这里介绍热电偶温度信号的处理。热电偶有着广泛的应用,应用得较多的有S、B、K、T、E热电偶。但是,已有资料介绍N偶也有很大的应用前途。这是由于N偶在高温下抗氧化能力强,长期稳定性好,能承受大幅度的温度冲击等等。由于N偶开发应用较晚,所以没有得到充分的利用。我们相信N偶很快会加入到主要的应用范围中来。 热电偶检测到的温度信号有如下特点: (1)能用到高温的热电偶,信号都较小,如B偶,1800°C时只有13.585mV。即使是信号较大的K偶,在1300°C时,也只有52.398mV。这就意味着对检测到的信号要进行放大。 (2)热电偶分度表中给出的数据是以0°C为参考点。实际应用时,环境常常不是0°C。为热电偶冷端创造一个0°C环境,通常的作法是进行冷端补偿。 (3)热电偶的温度信号非线性很大,尤其是B偶。并且,各种热电偶随温度的升高,在某一温度下,热电势的增加量变小。这就使线性化变得困难。 由于上述原因,热电偶的温度信号调理电路就比较复杂。下边我们主要介绍适用于各种热电偶信号调理电路的冷端补偿和线性化方法。 二、冷端补偿 热电偶的电势差EAB为: 式中, —Seebeck系数; T—热端或工作端的温度; T0—冷端或自由端的温度。 一般使用说明书给出的EAB-T曲线或数据,都是以T0=0°C给出的,因此,实际应用时若T0¹ 0°C应进行修正,称为冷端补偿或应用下式进行修正。 式中,t0为冷端温度。例如,利用K偶进行温度测量,当t0=30°C时,测得EAB(T,t0)=36.29mV,依K偶的分度表查得EAB(t0,0)=EAB(30,0)=1.20mV,则依前式得: mV 查表得904°C。利用热敏电阻进行冷端补偿有时很方便,如图1所示。校准时要将Pt100换成标准电阻100W。校准后,再换上Pt100即可。 利用AD590的冷端补偿电路如图2所示。图中的数据适用于K偶,对其它热电偶,Seebeck系数、R2、V2的值应作相应改变。 点击图片,可能获得更佳效果,: 图1 利用热敏电阻进行冷端补偿 点击图片,可能获得更佳效果,: 图2 利用AD590的冷端补偿电路 三、热电偶温度信号的线性化 热电偶温度信号非线性是比较大的,如B偶,从0°C升高到1800°C,热电势从0mV变化到13.585mV,每100°C热电势增加最大的约为最小的8倍。B偶的最大输出热电势只有13.585mV,而且当温度升高到约1700°C时,该增加值下降。其它热电偶都存在类似的问题,尽管稍有不同。这又给线性化增加了难度。从这一特性出发,热电偶温度信号的线性化主要有如下几种方法。 (1)单反馈法 利用负反馈,可以改善其线性,但是很有限。几种非线稍小的热电偶,可以采用这种方法,特别是在温区要求不宽的情况下。有时,由于在其一温区有精度要求,那么就在该温区对信号进行调理,达到要求的目标;在其它温区可以放宽精度要求,甚至不要求,只作监视用。 (2)折线近似法 这是一种对非线性较大的信号处理的较好的方法。处理得好可以达到较高的精度。这种方法普遍适用于各种热电偶的整个正信号温区。 点击图片,可能获得更佳效果,: 图3 折线近似法 该种方法的电路原理图如图3所示。该电路的工作过程是:当输入的电压信号较低时,IC1中的反相端电压较同相端(A)低得多(同相端的电压大小是根据线性化要求设定的,B点同样),IC1的输出端电压较高,D1截止。当输入信号电压接近IC1的同相端时,IC1的输出逐渐降低,随之,D1逐渐导通,V4逐渐增大,直到V4接近A点电压为止。这就有效地限制了热电偶信号迅速增加,降低了非线性。IC2的工作过程与此类似,不同的是B点电位比A点高。当输入电压在A点电压以下时,D2截止,IC2不工作;只有当输入电压高于A点电压或接近B点电压时IC2才工作。工作过程与IC1相同。所用折线的段数是根据精度要求决定的。对于热电偶信号处理来说,有三段就可以使精度达到0.5%以上。当D1、D2都导通后,可推出: 式中,VF为晶体管发射结的正向压降。 四、完整的热电偶信号调理电路 完整的热电偶信号调理电路,除了前边介绍的冷端补偿和线性化部分外,还应包括放大和输出电路。在前边我们曾说过,热电偶的输出信号较小,尤其是B偶,即或是K偶也不够大。此外,我们前边介绍的线性化电路,也是以信号的衰减为代价的。因此,作为信号调理电路的前级,即为放大级。放大倍数的大小是根据线性化和输出的标准要求决定的。对不同的热电偶放大倍数是不同的。 信号调理电路的最后部分,即为输出信号的标准化处理。这是由用户的要求决定的。可以是电压信号,也可以是电流信号。 五、小结 这里介绍了热电偶信号调理电路,主要介绍的是冷端补偿和线性化。用铂电阻作冷端补偿,简单实用;实践证明,用分段线性化方法,对各种热电偶,包括整个正信号温区,信号处理的精度都可以达到0.5%以上。这里提出的线性化方法也适用于其它非线性信号的线性化处理。
[align=center][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]常用温度传感器[/font][font='Times New Roman'] [font=Times New Roman]—— [/font][/font][font=宋体]热电偶温度传感器[/font][/align][align=center][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font='Times New Roman'][font=宋体]概述[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]热电偶传感器([/font][font=Times New Roman]Thermocouple[/font][font=宋体])是工业生产中常用的接触式测温装置,具有性能稳定、测温范围大、信号可以远距离传输、结构简单、使用方便等特点。在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]或者外围设备中用作温度测定或者温度保护器件。[/font][/font][align=center][font=宋体]简介[/font][/align][font=宋体][font=宋体]将两种不同材料的导体组成一个闭合环路时,只要两个结合点[/font][font=Times New Roman]T[/font][font=宋体]和[/font][font=Times New Roman]T[/font][/font][sub][font=宋体][font=Times New Roman]0[/font][/font][/sub][font=宋体][font=宋体]的温度不同,在该回路中就会产生电动势,此种现象称为塞贝克效应([/font][font=Times New Roman]Seebeck effect[/font][font=宋体],属于热电效应),回路产生的相应电动势称为热电势。[/font][font=Times New Roman]T[/font][font=宋体]结合点温度较高,称为测量端或工作端,测温时被置于被测介质(或温度场)中,[/font][font=Times New Roman]T[/font][/font][sub][font=宋体][font=Times New Roman]0[/font][/font][/sub][font=宋体]结合点温度较低,称为参考端或自由端。[/font][font='Times New Roman'] [/font][align=center][img=,312,86]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211300838430433_9363_1604036_3.jpg!w468x129.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]1 [/font][font=宋体]热电偶原理图[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]这两种不同材料导体的组合即称为热电偶,[/font][font=Times New Roman]A[/font][font=宋体]与[/font][font=Times New Roman]B[/font][font=宋体]两种不同材料的导体称为热电极。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]实验证明,回路的总电势[/font][font=Times New Roman]E[/font][/font][sub][font=宋体][font=宋体]α[/font][/font][/sub][font=宋体]与热电偶两端的温差成正比:[/font][align=center][font=宋体][font=Times New Roman]E[/font][/font][sub][font=宋体][font=宋体]α[/font][/font][/sub][font=宋体][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]T[/font][font=宋体])[/font][font=Times New Roman]=[/font][/font][sub][font=宋体] [/font][/sub][font=宋体][font=宋体]α([/font][font=Times New Roman]T - T[/font][/font][sub][font=宋体][font=Times New Roman]0[/font][/font][/sub][font=宋体])[/font][/align][font=宋体][font=宋体]式中[/font] [font=宋体]α为与材料有关的系数。[/font][/font][font='Times New Roman'][font=宋体]在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即[/font][/font][font=宋体]热电偶工作[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]不受第三种金属接入回路中的影响[/font][/font][font=宋体],称为热电偶的中间导体定律[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]。因此,在热电偶测温时可接入测量仪表,[/font][/font][font=宋体]通过[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]测得热电动势后[/font][/font][font=宋体]获知[/font][font='Times New Roman'][font=宋体]被测介质的温度。[/font][/font][align=center][img=,278,113]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211300838517478_4227_1604036_3.jpg!w444x181.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]2 [/font][font=宋体]热电偶实际工作状态图[/font][/font][/align][align=center][font='Times New Roman'] [/font][/align][font=宋体][font=宋体]理论上任何两种不同材料导体均可以组成热电偶,但为了准确可靠的测量温度,对组成热电偶的材料必须进过严格的选择。良好性能热电偶材料一般需要满足以下条件:热电势变化较大、热电势[/font][font=宋体]——温度关系尽量接近线性关系、物理化学性质稳定、容易加工、重现性好、有良好的的互换性、易于批量生产。常见的热电偶材质一般有铂铑合金、铁[/font][font=Times New Roman]-[/font][font=宋体]康铜、铬[/font][font=Times New Roman]-[/font][font=宋体]康铜、镍铬硅[/font][font=Times New Roman]-[/font][font=宋体]镍硅和钨[/font][font=Times New Roman]-[/font][font=宋体]铼等。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]热电偶温度测量范围较宽,不同电极材料热电偶的温度测量范围不同,一般温度范围为[/font] [font=Times New Roman]0[/font][font=宋体]℃[/font][font=Times New Roman]~1800[/font][font=宋体]℃,钨[/font][font=Times New Roman]-[/font][font=宋体]铼材料制成的热电偶测量温度可达[/font][font=Times New Roman]2300[/font][font=宋体]℃。由于影响其工作因素较多,与热电阻传感器相比,热电偶实现高精度的温度测定难度较大,但热电偶可以测定更高的温度。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]热电偶结构形式有普通型、铠装型和薄膜热电偶,图[/font][font=Times New Roman]3[/font][font=宋体]所示为套管热电偶(铠装型),可以制作成细长的形态,使用中可以任意弯曲,测温热容量小、动态响应快、机械强度高、可安装于机构复杂的装置上。[/font][/font][align=center][img=,196,123]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211300838586054_4890_1604036_3.jpg!w690x433.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]3 [/font][font=宋体]热电偶外观[/font][/font][/align][font=宋体]某些型号的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]的温度控制系统中,经常采用热电阻(铂电阻)做为高精度温度测量和控制器件,热电偶用作温度保护器件。当意外情况发生,造成色谱仪某部件严重超温,热电偶仍旧可以正常工作,启动色谱系统断开加热。[/font][font=宋体]某些[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]外围设备,例如热解析或吹扫捕集进样器内部温度测量和控制也会使用到热电偶传感器,可以实现高响应速度和宽温度范围的测控。[/font][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]和外围设备在进行计量检定时,测定柱箱、顶空炉温等部件的电子温度计,也经常会使用到热电偶传感器,可以准确迅速的测定色谱仪柱温箱的温度变化。[/font][font='Times New Roman'] [/font][align=center][font=宋体]小结[/font][/align][font=宋体]热电偶传感器的原理和使用注意事项。[/font]
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是:①构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃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+2800℃(如钨-铼)。③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。1.热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。2.热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵 金属时),而红外测温仪到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷 端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。3.热电偶的种类及结构形成 (1)热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶 我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式 为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 温度测量仪表的分类 温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪器仪表测温仪表比较简单、可靠,测量精度较高;但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交金刚,帮需要一定的时间才能达到热平衡,所以存在测温的延迟现象,同时受耐高温材料的限制,不能应用于很高的温度测量。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的,测温元件不需与被测介质接触,测温范围广,不受测温上限的限制,也不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般也比较快;但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响,其测量误差较大。 热电阻的应用原理 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。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。1.热电阻测温原理及材料 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。2.热电阻的结构(1)精通型热电阻 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。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制,(2)隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把红外测温仪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。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。(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,其结构如图2-1-8所示。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。(4)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~φ8mm,最小可达φmm。 与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。3.热电阻测温系统的组成 热电阻的测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点: ①热电阻和显示仪表的分度号必须一致②为了消除连接导线电阻变化的影响,必须采用三线制接法(2)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。(3)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~φ8mm,最小可达φmm。 与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。(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电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值,为此更换新的电阻体为好,若采用焊接修理,焊后要校验合格后才能使用
热电偶应用指南 Thermocouple Application Note热电偶是一种流行的温度传感器。便宜,可互换,标准连接器以及较大的温度测量范围,主要的限制是精度,很难获得小于1°C的系统误差。工作原理 How they work1822年,一位名叫托马斯 塞贝克的爱沙尼亚内科医生意外发现了两段金属的连接端产生了电压。热电偶便是基于这种塞贝克效应的。虽然任意两种金属就可以做成一个热电偶,但是还是会采用许多标准的型号,因为它们拥有超前的电压输出和较大的温度梯度下面的图表显示的是最常用的K型热电偶 附表显示了在任意温度下热电偶所产生的电压,以上图为例,K型热电偶在300°C时可产生12.2mV电压。但是不可以简单的在热电偶上连接电压表进行测量,因为与电压表连接会产生第二个不希望得到的热电偶结点。为了得到较为精确的测量值,必须采用冷端补偿技术(CJC)。你可能会问为什么在热电偶上连接一个电压表不会产生一些附加的热电偶结点(与热电偶连接的引线,与电压表连接的引线,电压表内部引线等等) 热电偶中间导体定律描述到:热电偶回路中,接入第三导体,只要第三种导体的两个接头温度相同,则回路中的总热电势不变。该定律对于热电偶的结点结构来说也是非常重要的,热电偶的结点连接可以采用焊接的方式,只要保证焊锡不会影响测量读数。实际上,尽管热电偶结点都是采用熔接的方式的(通常是采用电容性放电的方式)这样可以保证热电偶的性能不会因熔接点而受到影响。所有标准的热电偶表格都允许有第二个热电偶结点,只要这个结点是在0°C的情况下。 传统的做法是把该结点放置在冰水融合物中(冷端补偿)采用冰水融合物并不是对大部分的测量设备和应用场合都是适用的,所以需要把热电偶与测量设备的连接点温度记录下来。典型地,冷端温度是由一个高精度的热敏电阻来传感的,这个热敏电阻与测量的设备之间有很好的热传导关系从第三导体与热电偶之间的结点与热电偶本身的结点的测量值可以计算出热电偶末端的确切温度。对于少部分的设备来说,CJC技术由一个半导体温度传感器来实现。这种方法把热电偶的信号与半导体直接相连,最终就可以直接获得准确的测量值,而不需要去记录两个温度再进行计算。理解冷端补偿技术是非常重要的;任何冷端温度测量所产生的误差都会导致热电偶末端测量温度的误差。线性化 Linearisation如采用CJC技术一样,测量设备必须还要考虑到热电偶输出非线性这个事实。热电偶测量温度与输出电压的关系是一个复杂的多项式方程(复杂程度取决于热电偶的类型)类似的线性化方法被用在低成本的热电偶仪表上。高精度的设备,例如Pico TC-08,在计算机内存里已经存储了相关的热电偶查询表格,可自动消除这种非线性问题所带来的误差。热电偶类型 Thermocouples type热电偶可以是裸线式的焊珠热电偶,此类型具有低成本和快速相应时间的特点;也可以是探头式的热电偶。多种探头式的热电偶适合不同类型的测量设备(工业,科研,食品,医药等等)需要提醒的一点是:在选用探头时要首先确定它们具有相匹配的连接头。两种常用的接头类型是标准的圆形插脚接头和小型的平式插脚接头,这导致了一些误会就是:以为小型的接头会比标准的接头更加流行。选择一个热电偶需要考虑热电偶的类型以及绝缘层和探头的结构。所有的这些因素都会给温度的测量范围,测量进度和读数的准确度带来影响。以下显示的是热电偶的类型列表。K型热电偶(铬镍合金/镍铝合金) Type K (Chromel / Alumel)K型热电偶是一种多功能的热电偶。除了成本较低之外,由于它使用的普遍性,K型热电偶还广泛的在各种探头中使用。K型热电偶可以在-200°C到1200°C的范围内使用。灵敏度约为41 µ V/°C。除特殊情况,一般都选用K型热电偶。E型热电偶(铬镍合金/镍铝合金) Type E (Chromel / Constantan)E型热电偶具有较高的输出(68 µ V/°C),这非常适用于低温度的测量。(低温)另一个特性是它没有磁性。J型热电偶(铁制/铜镍合金) Type J (Iron / Constantan)J型热电偶不及K型的使用得普遍,因为它的测量范围限制在-40°C到750°C之间。最主要的应用场合是某些不能适应新热电偶的就设备。 J型热电偶不可在760°C以上使用因为阶跃的磁性变换会导致永久性减低热电偶的测量精度。N型热电偶(Nicrosil/Nisil) Type N (Nicrosil / Nisil)高稳定性能与抗高温氧化性能使得N型热电偶适用于高温测量而不用使用昂贵的白金型热电偶(B,R,S型)N型热电偶作为一种改良型的K型热电偶,将会得到更加广泛的使用。B,R,S型热电偶是昂贵金属热电偶,并具有与N型相类似的特性。它们是最稳定的热电偶,但是因为它们的灵敏度较低(约10 µ V/°C),所以通常仅被使用在高温测量的环境中(300°C)。B型热电偶(白金/金铑) Type B (Platinum / Rhodium)适用于高达1800°C的温度测量。通常B型热电偶会在0°C与42°C有相同的输出(取决于它们的温度/电压特性曲线的形状)这使得不可用于50°C以下的温度测量。R型热电偶(白金/金铑) Type R (Platinum / Rhodium)适用于高达1600°C的温度测量。较低的灵敏度(10 µ V/°C)以及较高的成本使得它们不能够被普遍的使用。S型热电偶(白金/金铑) Type S (Platinum / Rhodium)适用于高达1600°C的温度测量。低灵敏度(10 µ V/°C)和较高的成本使得它们不能够被普遍的应用。但是由于它的高稳定性,S型热电偶通常被用于黄金熔点(1064.43°C)的标准测量。在选用热电偶的型号时,必须先确定你所使用的设备在相应的测量温度范围上没有被限制。以下的列表显示了8通道Pico TC-08所能测量的温度范围。 注意低灵敏度的热电偶(B,S与R型)同时也有较低的分辨率类型 测量范围°C0.1°C 分辨率0.025°C 分辨率B20 to 1820150 to 1820600 to 1820E-270 to 910-270 to 910-260 to 910J-210 to 1200-210 to 1200-210 to 1200K-270 to 1370-270 to 1370-250 to 1370N-270 to 1300-260 to 1300-230 to 1300R-50 to 1760-50 to 176020 to 1760S-50 to 1760-50 to 176020 to 1760
热电偶是最常用的测温器件之一,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表转换成被测介质的温度。因为热电偶温度传感器具有测量范围宽、精度高以及响应时间快等优点,所以得到广泛的使用。本篇文章主要探讨插入深度对热电偶温度传感器的影响。 热电偶测温点的选择是最重要的。测温点的位置,对于生产工艺过程而言,一定要具有典型性、代表性,否则将失去测量与控制的意义。热电偶插入被测场所时,沿着传感器的长度方向将产生热流。当环境温度低时就会有热损失。致使热电偶温度传感器与被测对象的温度不一致而产生测温误差。总之,由热传导而引起的误差,与插入深度有关。而插入深度又与保护管材质有关。金属保护管因其导热性能好,其插入深度应该深一些,陶瓷材料绝热性能好,可插入浅一些。对于工程测温,其插入深度还与测量对象是静止或流动等状态有关,如流动的液体或高速气流温度的测量,将不受上述限制,插入深度可以浅一些,具体数值应由实验确定。
电子产品的温度测量机理与方法 在电子产品设计定型时,为防止表面温度过高伤害用户或由于温度超出材料件所能承受的限值而导致着火、绝缘失效和触电危险,需要分别在正常工作状态和模拟故障状态下对设备各个部分的温度进行测试,目前一般采用热电偶测量或外加红外测温监控的方式进行。 热电偶通过把非电学量(温度)转化成电学量(电动势)来测量,这种方法有许多优点,如测温范围宽、灵敏度和准确度较高、结构简单不易损坏、受热点可做得很小等,因其对温度变化响应快,对测量对象的状态影响小,可以用于温度场的实时测量和监控。热电偶的温差电动势虽然主要取决于所选用的材料和两个接头的温度,但材料中所含的杂质和加工工艺过程也会对它产生一定的影响,所以,尽管是由相同材料组成的热电偶,它们的温差电动势与温度的关系却可能不完全相同。对于每一支热电偶的选择要根据使用温度范围、所需精度、使用环境、响应时间和经济效益来综合考虑。温度在1000~1300℃并且精度要求比较高的,可用S型热电偶和N型热电偶;1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶;低于400℃一般用E型热电偶;250℃以下和负温测量一般用T型 电偶,在低温时稳定而且精度高;S型、B型、K型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用;J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛,有化学污染的环境要求有保护管;铠装热电偶响应时间快,而且有一定的耐久性。 焊好的热电偶都应先进行分度,即测定出温差电动势与温度间的确定关系,然后才能用它来测量温度。采用补偿导线用它们连接热电偶与测量装置,以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。合金丝是构成补偿导线的导体,可分为两种:延长型合金丝的名义化学成分及热电势标称值与配用热电偶丝相同,用字母“X”附加在热电偶分度号之后表示;补偿型合金丝的名义化学成分与配用热电偶丝不同,但其热电势值在0~100℃或0~200℃时,与配用热电偶丝标称值相同,用字母“C”附加在热电偶分度号之后表示。在使用之前,应将热电偶的内部绝缘体从顶端向后剥露约1.5mm,外部绝缘体则从顶端向后剥约15mm,顶端用单点焊接来连接后与要测处相连。为了达到与被测点同样的温度,接点要与被测部件的表面紧密接触。现在一般通过胶合、焊接等方法固定,胶合法将高龄粉和硅酸钠溶液以同等比例相混合,再与氰丙烯酸酯胶合。在胶合前应固定热电偶的位置,对于焊接剂易于黏附的金属表面,采用焊接法在热传导性方面优于胶合法。 接下来谈谈红外测温技术。高温区是位于光带最边缘处红光的外面,称为“热线”或者红外线,红外线的波长在0.76_100μm之间,按波长的范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外4类,它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量,分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大,反之,辐射的能量愈小。红外测温仪是通过接收物体发出的红外线(红外辐射),从而准确判断物体表面的温度分布情况。和接触式测温方法相比,红外测温有非接触、响应时间快、使用安全及使用寿命长等优点。红外测温仪器主要有3种类型:红外热像仪、红外热电视和红外测温仪(包括便携式、在线式和扫描式)。红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统,接受被测目标的红外辐射能量,并反映到红外探测器的光敏元件上。 红外热电视是将被测目标的红外辐射线通过透镜聚焦成像到热释电摄像管,热释电摄像管是一种具有中等分辨率的实时宽谱成像器件,主要由透镜、靶面和电子枪三部分组成。通过热释电摄像管接受被测目标物体的表面红外辐射,并把目标内热辐射分布的不可见热图像转变成视频信号。 常用的便携红外测温仪是由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理显示输出等部分组成,光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号再经换算转变为被测目标的温度值,其测量精度可达1度或更高。我们要根据被测设备尺寸和环境条件从测温范围、测量精度、工作波长、响应时间、光学分辨率、显示和输出、价格等方面来选用便携红外测温仪。测温范围是最重要的一个性能指标,不同型号的测温仪都有自己特定的测温范围,一般来说,测温范围越窄监控温度的输出信号分辨率越高,测温范围过宽会降低测量精度。如果被测设备尺寸超过视场大小的50%,测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响造成误差,可以选择单色测温仪;反之,如目标尺寸小于视场,双色测温仪是最佳选择,其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。因此当被测目标很小,即使测量通路上存在烟雾、尘埃、阻挡对辐射能量有衰减时,仍能保证测量精度。由于设备组成材料的发射率和表面特性不同,测温仪的光谱相应波长也不同,如测量高温金属材料的最佳波长是近红外,可选用0.8~1.0mm,测温时应尽量选用短波。在测量快速加热的目标时,要选用快速响应红外测温仪,否则缺乏足够的信号响应,会降低测量精度。而对于静止的或目标热过程存在热惯性时,测温仪的响应时间就可以放宽要求了。需要强调的是红外测温仪必须经过校准才能使它正确地显示出被测目标的温度,特别是要进行定期检定,试验人员在实际运用过程中也要不断积累经验和掌握测试技巧,避免读数偏差而得出错误结果。
一 区别:1.虽然都是接触式测温仪表但它们的测温范围不同热电偶使用在温度较高的环境如铂铑30---铂铑6(B型)测量范围为300度~~1600度短期 可测1800度.S型测一20~~1300(短期1600)K型测一50~~1000 (短期1200).XK型一50~~600(800)E型一40~~800(900).还有J型T型等.这类仪表一般用于500度以上的较高温度因它们在 中低温区时输出热电势很小(查表可以看一下)当电势小时对抗干扰措施和二次表和要求很高否则测量不准还有在较低的温度区域冷端温度的变化和环境温度的变化 所引起的相对误差就显得很突出不易得到全补偿。这时在中低温度时,一般使用热电阻测温范围为一200~~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度时的阻值在旧分度号中用BA1BA2来表示BA1在0度时阻值为46欧姆在工业上也有用铜电阻分度号为CU50和CU100但测温范围较小在一50~~150之间.在一些特别场合还有铟电阻锰电阻 等)2.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.电阻是基于导体和半导体的电阻值随温度而变化的特性而工作的二次表是一个不平衡电桥[font='Times
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。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~+1600℃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+2800℃(如钨-铼)。 ③构造简单,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。 1.热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图2-1-1所 示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在 回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工 作的。 2.热电偶的种类及结构形成 (1)热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。 标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下: ①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固; ②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路; ③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠; ④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 3.热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。
我翻了所有有关热电偶的资料,都没有关于其精度为0。1度的描述,请问版主是否知道其精度?意大利有个叫MILESTONE的到处在外面宣传,号称其可以测量温度可以达到0。1度,我总觉得有点悬。就象小贝说咱们中国人煮婴儿做肥料的言论一样,你认为如何?
一种基于金属热电效应,将被测温度转换成电量变化的装置,称之为热电式传感器。常见有工业钨铼热电偶、热电阻,双金属温度计等,而热电偶是一种经典而延用至今测温传感器。本文将简要介绍一下热电偶变换原理及回路特点。1.热电偶(WRW-1500型钨铼热电偶)热电效应:将两种不同导体或半导体并连在一起(如图),组成闭合回路。一旦将此种装置两个接头置于不同热源T、T0设定T≧T0,则会产生热电动势。http://img52.chem17.com/9/20130402/635004865548750000727.jpg当热电偶材料不变情况下,热电偶热电动势EAB(T、T0)成为温度T、T0函数差。其表达式为: EAB(T、T0)=f(T)—f(T0)由于冷端温度T0固定不变,则对于一定材料热电偶,其总热电动势与温度T成单值函数关系,即: EAB(T、T0)=f(T)—CC——常数,取决于固定温度T0因此,在实际测温过程中,这一关系式应用意义极其广泛。2.热电偶回路几种情况:①.若热电偶回路中两导体相同,则与两个接点温度无关,热电偶回路中总热电动势为0;②.若热电偶两接点温度相同,而导体A、B不同时,热电偶回路中总热电动势也为0;③.热电偶AB的热电动势与材料A、B中间温度无关,只与接点温度相关;④.热电偶AB在接点温度T2、T3时热电动势,为热电偶在接点温度为T1、T2和T2、T3热电动势总和;⑤.当热电偶回路接入第三种材料导体时,只要其两端温度相同,引入的导体不会影响热电偶热电动势,称中间导体定律;⑥.当温度为T1、T2时,导体A、B组成的热电偶电动势为AC和CB两热电偶电动势总和。 EAB(T1、T2)= EAC (T1、T2)+ECB(T1、T2)目前,WRW-1500型钨铼热电偶使用最多的导体AB有:WRLBT(铂铑-铂),测温范围为0~1300℃,短期可达1600℃;WREU(镍铬-镍硅),测温范围0~900℃,短期可达1200℃,还原性介质中,只可测温500℃以下;WREA(镍铬-考铜)(600℃以下,短期达800℃)以及铂铑30-铂铑6/WRLL,长期使用可耐受1600℃高温介质,短期内可达1800℃。
热电偶温度变送器要求变送器的抽出电压信号与相应的变送器输入的温度信号成线性关系。但一般热电偶输出的毫伏值与所代表的温度之间是非线性的.如图2一22所示。各种热电偶的非线性也是不一样的,而且同一种热电偶在不同的测量范围的非线性程度亦不相同。例如铂铹—拍热电俱的特性曲线是凹向上的,而镍铬—镍铝热电俩特性曲线开始是凹向上的,温度升高时又变为凹向下皇S形,仪器仪表网提供。http://www.china-1718.com/File/day_120111/201201110433068301.jpg 热电偶是非线性的,而温度变送器放大回路是线性的.若将热电俱的热电势直接接到变送器的放大回路,则温度T与变送器的输出电压Usc之间的关系是非线性的。因此为了使温度变送器的输入温度T与输出电压Usc之间保持线性关系,则变送器的放大回路特性不能是线性的。假设热电偶的特性是凹向上的,若要使T与Usc的关系呈线性变化.则变送器放大回路的特性曲线必须是凹向下的。 热电偶温度变送器是由热电偶输入回路和放大回路两部分组成的。因此为了得到线性关系.必须使放大回路具有非线性特性。放大器非线性特性一般是使反该回路非线性来达到的。图2一23为热电偶输入温度变送器框图。图中:W1 (S)为热电偶的传递函数;Wt(S)为放大回路反馈电路的传递函数。 http://www.china-1718.com/File/day_120111/201201110434114746.jpg则温度变送器的传递函数为:W(S)为:W(S)=W1(S)*W2(2)式中W2(S)—放大回路的传递函效。 由于变送器放大回路放大器的放大系致K很大,故放大回路的传递函数W2(s)可以认为等于反馈电路的传递函教的倒数.即W2(S) ≈1/Wt(S)则热电偶输入温度变送器的传递函效为W(S) ≈W1(S)/Wf(S) 由式2-12可知,欲使热电偶输入的温度变送器保持线性,就要使反饭电路的特性曲线与热电偶的特性曲线相同,亦即变送器放大回路的反馈电路输入与输出特性要模拟成热电偶的非线性特性关系,如图2-24所示。 按图2-24原理实现的温度变送器即可使变送器输出电压Usc与输入温度信号T呈线性关系。 由上可知,热电偶温度变送器的关性技术是如何使放大回路的反该电路具有热电偶的非线性特性。热电偶温度变送器的结构框图如圈2-25所示。来源——仪器仪表网
热电偶温度计的工作原理:两种不同的导体接触构成回路时,回路中将产生电势,这种电势的大小直接与两个接点之间的温度差有关,这种现象称为热电效应。利用热电效应制成的感温元件就是热电偶,利用热电偶作为感温元件组成的温度计就是热电偶温度计。在古典电子理论中,热电势由温差电势和接触电势两部分构成。温差电势是由均质导体的两端温度差引起的。接触电势是当两种不同的导体A与B接触时,因两者的自由电子密度不同,在接触点产生电子扩散,而形成的电势。接触电势不但是温度t的函数,其对热电势的贡献也远比温差电势大。测出热电偶因为温度变化产生的热电势,根据热电势和温度变化之间的函数关系就能知道引起热电势的温度值。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~青岛东方嘉仪电子科技有限公司青岛公司 销售部:0532-86069117(24小时) 88080027 南京公司 025-52405707 52409557 FAX:025-52409167本公司诚邀友情链接 QQ:84424693本公司网址:http://www.3017.com.cn/ 东方嘉仪仪表网http://www.3017.cn/ 东方嘉仪仪器网http://www.sd1718.com/ 山东仪器仪表网http://www.sd1718.cn/ 山东仪器仪表网http://www.31517.cn/ 南京海纳仪器网http://www.17show.cn/ 温湿度计温度记录仪来自美国DeltaTRAK
德国TMG MB40-306护套热电偶2xNiCr-NiK56mm间接是一款高性能、高精度的温度测量仪器,以下是对该产品的详细介绍: 一、产品概述 德国TMG作为温度测量领域的知名品牌,一直致力于提供高质量、可靠的温度传感器解决方案。MB40-306护套热电偶是TMG公司的一款经典产品,其采用了先进的2xNiCr-NiK材质作为测温元件,具有出色的测温性能和长期稳定性。该热电偶设计有护套保护,能够有效地防止外部环境的干扰和损害,确保测量的准确性和可靠性。 二、产品特点 高精度测量:MB40-306护套热电偶采用了高质量的测温元件和先进的制造工艺,具有高精度和高灵敏度的特点。其测量范围广泛,能够满足各种温度测量场合的需求,为用户提供准确的温度数据。优质测温元件:该热电偶采用了2xNiCr-NiK材质作为测温元件,这种材质具有良好的热稳定性和化学稳定性,能够在恶劣的环境下保持稳定的测温性能。同时,其测温范围广泛,适用于高温和低温的测量场合。护套保护:MB40-306热电偶设计有护套保护,能够有效地防止外部环境的干扰和损害。护套材料通常采用不锈钢或特种合金等耐腐蚀、耐高温的材料制成,能够确保热电偶在长期使用过程中保持稳定的性能。间接测量方式:该热电偶采用间接测量方式,通过测量热电偶两端的电势差来推算出被测温度。这种方式具有测量准确、反应灵敏的优点,并且能够减小外部环境对测量结果的影响。易于安装和维护:MB40-306护套热电偶设计紧凑、结构简单,方便用户进行安装和拆卸。同时,其标准化的接口和连接端子也使得维护过程更加简便快捷。 三、工作原理 MB40-306护套热电偶的工作原理基于热电效应。当热电偶的两端存在温度差时,会在热电偶内部产生电势差。通过测量这个电势差的大小,并利用特定的数学公式或查表法,可以计算出被测温度的值。 四、应用领域 该热电偶适用于各种需要高精度温度测量的场合,如制药、食品技术、机械和设备工程、玻璃和熔炉工业、发电厂和能源技术等。在这些领域中,MB40-306护套热电偶能够提供准确、可靠的温度数据,为生产过程的控制和监测提供有力的支持。 综上所述,德国TMG MB40-306护套热电偶2xNiCr-NiK56mm间接以其高精度测量、优质测温元件、护套保护、间接测量方式以及广泛的应用领域等特点,成为了温度测量领域的佼佼者。
热电偶冷端温度,也有称作冷端参考温度、冷端温度、参考温度的。作为热电偶本身来说,是一个反应温度差的元件,它产生的毫伏值只和冷热端温度差有关。如果一头是100℃,另一头是20℃,那么热电偶本身产生的毫伏值只对应80℃。在用于测温时,例如测一个100℃的物体,环境20℃,这时在得出毫伏值对应80℃的情况下,只要加上环境的20℃就得出被测物体的温度。这个20℃(环境温度)就是冷端参考温度。绝大多数测温仪表都可以自动检测冷端温度,并且自动加上,称为自动冷端补偿。但在校表时他就成为多余的了,所以在校表时要关闭自动冷端补偿,或者人工修正。 热电偶的热电势大小与热电极材料以及两接点的温度有关。热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度仪都是以热电偶参考端温度等于0℃为条件的。所以,我们在使用时必须遵循这一条件。如果参考端温度度tn不等0℃,尽管被测温度t 恒定不变,热电势E(t,tn)也将随着参考端温度tn的变化而变化。 例如,我们将一支镍铬--镍硅热电偶插入600℃的管状电炉中,当热电偶的参考端温度为0℃时;其输出的热电势为24.91毫伏;如果参考端温度为30℃,热电偶输出的热电势就下降到23.74毫伏,这就是参考端温度不等于0℃时所引入的测量误差。如果参考端温度是变化的,则引入的测量误差将是个变量。由此可见,当参考端温度不等于0℃时,对被测温度的准确性有着十分重要的影响。 用热电偶测温时,要使参考端温度保持在0℃比较麻烦,一般只有在实验室做精密测量时才有必要。在通常的工程测量中,参考端温度大都处在室温或波动的温区。这时,要测出实际温度,就必须采用修正或补偿等措施。文章来源:http://www.firstsensor.cn/
德国TMG 3004445护套热电偶MV82.B 1xNiCr-Ni (K)内置传感器是一款高性能、高精度的温度测量设备,广泛应用于各种工业领域。以下是对该产品的详细介绍: 一、产品概述 这款热电偶由德国TMG公司制造,采用了先进的NiCr-Ni(K)热电偶材料,具有优异的测温性能和稳定性。其型号为3004445,MV82.B为产品的一个特定型号编码,确保了产品的可追溯性和质量控制。该热电偶内置传感器,能够直接测量和输出温度信号,方便用户进行实时监测和控制。 二、产品特点 高精度测量:采用NiCr-Ni(K)热电偶材料,具有高精度和高稳定性的测温特性。该材料的热电效应显著,且温度-电压关系符合国际标准,因此能够准确测量温度。宽测温范围:该热电偶的测温范围广泛,通常可达-200℃至+1300℃,能够满足不同温度测量场合的需求。可靠性强:传感器采用金属封装和护套设计,具有良好的密封性和抗干扰能力。其内部结构和材料选择均经过严格筛选和测试,确保在各种恶劣环境下都能保持稳定的测量性能。易于安装:热电偶设计有标准的安装接口和连接端子,方便用户进行安装和连接。同时,其紧凑的结构和较小的体积也使得安装过程更加简便快捷。灵活多样:该热电偶的连接方式灵活多样,包括连接头、发射器以及螺纹、法兰等多种过程连接方式,方便用户根据实际需求进行选择。 三、应用领域 德国TMG 3004445护套热电偶MV82.B 1xNiCr-Ni (K)内置传感器广泛应用于各种工业领域,如制药、分析技术、熔炼、铸造、冶炼、熔炉制造、玻璃行业以及晶圆生产等。在制药和分析技术中,该热电偶特别适用于灭菌、包装、高压灭菌以及一般过程控制。在熔炼、铸造等领域,传感器采用陶瓷、金属等保护管材料,能够耐受高温和恶劣环境。在晶圆生产中,该热电偶可用于热处理过程中的温度场控制,确保产品质量。 四、注意事项 在使用前,请确保热电偶的接口和连接端子干净、整洁,以避免接触不良或短路等问题。避免在超过其测温范围的环境下使用热电偶,以免损坏传感器或影响测量精度。定期对热电偶进行维护和检查,以确保其测量性能和稳定性。 综上所述,德国TMG 3004445护套热电偶MV82.B 1xNiCr-Ni (K)内置传感器以其高精度测量、宽测温范围、可靠性强、易于安装和灵活多样等特点,在温度测量领域占据了一席之地。
[color=#990000]摘要:本文针对客户提出改进保护热板法导热仪测量精度和测试规范性的要求,给出了防护热板法导热仪升级改造技术方案。升级改造方案主要包括三方面的内容,一是采用超高精度双通道PID控制器分别用于控制计量单元和护热单元温度,二是计量单元和护热单元温度控制采用无超调PID控制,三是采用多只热电偶构成的高灵敏度温差热电堆。通过此升级改造,可大幅度提高保护热板法导热仪的测量精度和测试规范性。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#990000][b]一、背景介绍[/b][/color][/size]在低导热隔热材料的导热系数测试中,最常用的测试方法是稳态保护热板法。目前在市场上依据保护热板法的导热仪非常普遍,但国产导热仪普遍存在测量精度差和导热仪制作不规范的问题。最近有客户提出对已购置的国产防护热板法导热仪进行技术升级,以提高测量精度和规范化操作水平,具体技术要求如下:(1)样品热面温度要求以10的整数倍温度进行精确控制,配合相应的样品冷面温度控制,使得样品厚度方向上的温差可准确恒定控制在10、20和30℃的其中一个数值上。由此保证样品导热系数测试边界条件的一致性。(2)护热单元(侧向护热单元和底部护热单元)对计量单元的温度跟踪,要求采用标准测试方法GB/T 10294中规定的温差热电堆,温差热电堆至少由五对以上的热电偶组成,由此保证将计量单元的漏热降低到最低限度。本文将针对上述客户要求,提出防护热板法导热仪升级改造技术方案。[b][size=18px][color=#990000]二、升级改造方案[/color][/size][/b]升级改造方案主要包括以下三方面的内容。[size=18px][color=#990000]2.1 超高精度双通道PID控制器[/color][/size]为了实现既要满足计量单元电加热功率和温度高精度控制要求,又要实现PID控制、运行操作简单化和具有较低的制作成本。我们提出了的升级方案是采用超高精度的双通道PID控制器代替目前所用的普通PID控制器(调节器)。这种新型PID控制器具有以下特点:(1)PID调节器的模数转换(A/D)直接升级到24位,大幅提高采集精度。(2)PID调节器的数模转换(D/A)精度升级到16位,大幅提高控制输出精度。(3)采用双精度浮点运算提高计算精度,并将最小输出百分比降低到0.01%,充分发挥数模转换的16位精度。(4)独立的超高精度双通道控制功能,可分别用于计量单元和护热单元的温度控制。[size=18px][color=#990000]2.2 无超调PID 控制方法[/color][/size]在防护热板法导热仪中,所测材料一般为低导热系数的隔热材料,在计量单元的温度控制中一旦产生温度振荡或超调,如图1所示,则需要很长时间才能恢复到设定温度点。因此,在升级改造方案中,计量单元和护热单元的温度控制都采用了无超调的PID控制方法,由此可减少不必要的控温时间。[align=center][img=01.无超调PID控制示意图,600,475]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209272247501334_6415_3221506_3.png!w690x547.jpg[/img][/align][align=center]图1 无超调PID控制示意图[/align][size=18px][color=#990000]2.3 高灵敏度温差热电堆[/color][/size]按照标准测试方法GB/T 10294中的规定,如图2所示,在计量单元和护热单元之间的狭缝两侧布置直径小于0.1mm的热电偶组成的温差热电堆。[align=center][img=02.温差热电偶布局示意图,690,383]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209272248262325_3650_3221506_3.png!w690x383.jpg[/img][/align][align=center]图2 温差热电偶布局示意图[/align]为了提高护热单元温度对计量单元的温度一致性,温差热电堆至少要由五对热电偶组成以高分辨率的检测护热单元与计量单元之间的温差。热电堆的温差输出信号作为超高精度PID控制器第二通道的采集信号。由此,通过高灵敏温差热电堆和PID控制器的超高精度电压信号检测能力和温度控制能力,可大幅度减小计量单元的漏热,从而提高导热系数测量准确性。[size=18px][color=#990000][b]三、总结[/b][/color][/size]通过上述升级改造技术方案,可完全实现用户提出的技术改进要求,在保证计量单元温度和样品冷热面温差为任意设定值的前提下,可大幅减少护热温度不一致所引起的热损失,有效提高导热系数测量精度。同时所采用的无超调PID控制方法可有效缩短测试时间。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
热电偶冷端温度,也有称作冷端参考温度、冷端温度、参考温度的。作为热电偶本身来说,是一个反应温度差的元件,它产生的毫伏值只和冷热端温度差有关。如果一头是100℃,另一头是20℃,那么热电偶本身产生的毫伏值只对应80℃。在用于测温时,例如测一个100℃的物体,环境20℃,这时在得出毫伏值对应80℃的情况下,只要加上环境的20℃就得出被测物体的温度。这个20℃(环境温度)就是冷端参考温度。绝大多数测温仪表都可以自动检测冷端温度,并且自动加上,称为自动冷端补偿。但在校表时他就成为多余的了,所以在校表时要关闭自动冷端补偿,或者人工修正。 热电偶的热电势大小与热电极材料以及两接点的温度有关。热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度仪都是以热电偶参考端温度等于0℃为条件的。所以,我们在使用时必须遵循这一条件。如果参考端温度度tn不等0℃,尽管被测温度t 恒定不变,热电势E(t,tn)也将随着参考端温度tn的变化而变化。 例如,我们将一支镍铬--镍硅热电偶插入600℃的管状电炉中,当热电偶的参考端温度为0℃时;其输出的热电势为24.91毫伏;如果参考端温度为30℃,热电偶输出的热电势就下降到23.74毫伏,这就是参考端温度不等于0℃时所引入的测量误差。如果参考端温度是变化的,则引入的测量误差将是个变量。由此可见,当参考端温度不等于0℃时,对被测温度的准确性有着十分重要的影响。 用热电偶测温时,要使参考端温度保持在0℃比较麻烦,一般只有在实验室做精密测量时才有必要。在通常的工程测量中,参考端温度大都处在室温或波动的温区。这时,要测出实际温度,就必须采用修正或补偿等措施。本文源自菲尔斯特〈http://www.firstsensor.cn〉,转载请注明出处。