【热学知识】一文搞定热电偶和热电阻的区别

作为工业生产和过程控制中的常用温度仪表,热电偶和热电阻都属于接触式测量仪器,外形也比较接近,那么怎么区分它们?接下来带你了解它们的工作原理和使用特点。

01 测量原理

热电阻温度计测温原理是利用导体或半导体的电阻值随温度变化的性质(金属导体的电阻值随温度的增加而增加)。它是一种金属导体,通常由铂、镍或铜制成。在测量温度时,将热电阻连接到电路中,电流通过它时,它的电阻会随着温度的变化而变化。根据热电阻的电阻值,可以推算出物质的温度。

热电偶温度计测温原理是利用热电效应(热电效应指当受热物体中的电子,因随着温度梯度由高温区往低温区移动时,所产生电流或电荷堆积的一种现象。)

热电偶是由两种不同金属线材组成的传感器,这些金属线材在它们的接触处产生一个电压差。当这些线材接触到不同温度的物质时,电压差的大小就会发生变化。这个变化的大小可以被测量,从而推算出物质的温度。

02 测量范围

热电阻温度计测量范围相对较低,一般用来测量中、低温,一般在(-200-600) ℃之间,他的特点是准确度高,测量中低温时,输出信号比热电偶要大的多,灵敏度高,可实现远传、自动记录和多点测量。热电阻温度计在高温(大于850℃)测量中准确性不好;易于氧化和不耐腐蚀。

热电偶温度计测量范围相对较高,一般在(-200-2000) ℃之间,但是在测量低温时,需要温度补偿,低温段测量精度较低。采用某些特殊热电偶最低可测到-269度(如金铁镍铬),最高可达2800度(如钨、铼)。

03 信号检出

热电偶信号使用毫伏计检出,需要时增加冷端温度和线性补偿。热电阻信号使用电阻仪检出,需要时增加线性补偿

04 精确度

热电阻可提供高的精度,当温度测量精度要求在±0.05 ℃至±0.1 ℃左右时,热电阻可能是首选的解决方案。相比之下,热电偶的精度较低,约为±0.2 ℃至±0.5 ℃

05 灵敏度

尽管热电偶传感器系统由于其接触点的温度变化,通常具有更快的响应时间,但它通常也需要更长的时间来达到热平衡。这主要是由于冷端补偿的存在,它对温度变化的响应不像位于传感器顶端的热结点那样迅速。相比之下,热电阻传感器的设计更耐用,对温度变化的反应更快。

06 读数漂移

由于热电阻传感器的设计,其漂移很小,这使它们能够产生比热电偶更长时间的稳定读数。与热电阻传感器不同,热电偶具有相对较高的漂移时间,这通常是由于热和化学暴露或机械损伤导致的导线不均匀性。因此,需要经常对热电偶进行校准

07 使用成本

热电偶通常比热电阻传感器便宜,因为大多数热电偶的成本在热电阻的一半到三分之一之间。然而,如前所述,热电偶需要定期调整和校准,除了更长的安装和设置时间外,还增加了产品的长期成本。

08 尺寸

与热电偶相比,热电阻传感器的尺寸相对较大。热电阻和热电偶都有各自的优缺点,在选择两种温度传感器时,应考虑到他们之间的差异,根据测量需要来选用合适的温度计。

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