La differenza tra resistenza termica e termocoppia

I resistori termici sono i rilevatori di temperatura più comunemente usati nelle zone di temperatura media e bassa. Le sue caratteristiche principali sono una precisione di misurazione elevata e prestazioni stabili. Tra questi, i resistori termici platino hanno la massima precisione di misurazione. Non sono solo ampiamente utilizzati nella misurazione della temperatura industriale, ma trasformati anche in strumenti di riferimento standard.

A differenza del principio di misurazione della temperatura delle termocoppie, le resistenze termiche misurano la temperatura in base all'effetto termico dei resistori, ovvero la resistenza della resistenza cambia con il cambiamento di temperatura. Pertanto, finché viene misurato il cambiamento di resistenza della resistenza termica sensibile alla temperatura, la temperatura può essere misurata. Al momento, ci sono principalmente due tipi di resistori termici metallici e termistori a semiconduttore. Il valore di resistenza e la temperatura dei resistori termici metallici possono essere generalmente espressi dalla seguente relazione approssimativa, cioè Rt=Rt 0 [1+ (tt 0)].

Nella formula, RT è il valore di resistenza alla temperatura t; Rt {{0}} è il valore di resistenza corrispondente alla temperatura t0 (di solito t 0=0 grado); è il coefficiente di temperatura. La relazione tra il valore di resistenza e la temperatura dei termistori a semiconduttore è RT=AEB/T

Nella formula, RT è il valore di resistenza alla temperatura t; A e B sono costanti a seconda della struttura del materiale semiconduttore. In confronto, i termistori hanno un coefficiente di temperatura maggiore e un valore di resistenza più elevato a temperatura ambiente (di solito sopra diverse migliaia di ohm), ma la loro intercambiabilità è scarsa, la loro non linearità è grave e la loro gamma di misurazione della temperatura è solo circa -50 ~ 300 gradi. Sono ampiamente utilizzati nel rilevamento della temperatura e nel controllo di elettrodomestici e automobili. I resistori termici metallici sono generalmente adatti per la misurazione della temperatura nell'intervallo di -200 ~ 500 gradi. Sono caratterizzati da misurazione accurata, buona stabilità e prestazioni affidabili. Sono ampiamente utilizzati nel controllo del processo.

Materiali di resistenza termica La misurazione della temperatura della resistenza termica si basa sulla caratteristica che il valore di resistenza dei conduttori metallici aumenta con l'aumento della temperatura per misurare la temperatura. I resistori termici sono principalmente realizzati con materiali in metallo puro. Attualmente, il platino e il rame sono i più utilizzati. Inoltre, il nichel, il manganese e il rodio vengono ora utilizzati per produrre resistori termici.

Tipi di resistori termici

(1) Resistori termici corazzati: i resistori termici corazzati sono corpi solidi composti da elementi di rilevamento della temperatura (corpi di resistenza), cavi, materiali isolanti e in bricioli in acciaio inossidabile. Il loro diametro esterno è generalmente φ2 ~ φ8mm e il minimo può raggiungere φmm. Rispetto ai normali resistori termici, ha i seguenti vantaggi: ① dimensioni ridotte, nessun gap d'aria all'interno, piccolo ritardo di misurazione nell'inerzia termica; ② Buone proprietà meccaniche, resistenza alle vibrazioni e resistenza all'impatto; ③ può essere piegato e facile da installare; ④ lunga durata di servizio.

(2) Resistore termico di precisione: la struttura e le caratteristiche dell'elemento di rilevamento della temperatura della resistenza termica (resistenza) comunemente utilizzato nell'industria. Dal principio di misurazione della temperatura dei resistori termici, si può vedere che la variazione della temperatura misurata viene misurata direttamente dalla variazione del valore di resistenza del resistore termico. Pertanto, la variazione di varie resistenze del filo come il filo di piombo della resistenza termica influenzerà la misurazione della temperatura. Al fine di eliminare l'influenza della resistenza al filo di piombo, viene generalmente utilizzato un sistema a tre fili o a quattro fili.

(3) Resistore termico della faccia terminale: l'elemento di rilevamento della temperatura della resistenza termica del viso finale è avvolto con filo di resistenza appositamente trattati ed è vicino alla faccia finale del termometro. Rispetto ai resistori termici assiali generali, può riflettere in modo più accurato e rapido la temperatura effettiva della faccia di fine misurata ed è adatto per misurare la temperatura della faccia finale dei cuscinetti e di altre parti.

(4) Resistore termico a prova di fiamma: l'esplosione del gas misto esplosivo all'interno del guscio della resistenza termica a prova di fiamma è limitata alla scatola di giunzione attraverso una struttura speciale, in modo che l'esplosione causata dall'influenza di scintille o archi non sarà causata nel sito di produzione. I resistori termici a prova di fiamma possono essere utilizzati per la misurazione della temperatura in luoghi di esplosione per via errata nell'area a livello BLA ~ B3C.

Resistori termici metallici comunemente usati nell'industria dal punto di vista del cambiamento di resistenza con la temperatura, la maggior parte dei conduttori metallici ha questa proprietà, ma non tutti possono essere utilizzati come resistori termici di misurazione della temperatura. I materiali metallici utilizzati per resistenze termiche generalmente richiedono generalmente: il più grande e stabile coefficiente di temperatura possibile, una grande resistività (riducendo le dimensioni del sensore alla stessa sensibilità), proprietà chimiche e fisiche stabili nell'intervallo di temperatura, una buona riproducibilità del materiale e il valore di resistenza dovrebbe avere una relazione di funzionalità del valore intermedio con variazione di temperatura (relazione lineare).

Metodo di collegamento del segnale di resistenza termica Il resistore termico è un elemento primario che converte la variazione di temperatura in variazione del valore di resistenza. Di solito è necessario trasmettere il segnale di resistenza al dispositivo di controllo del computer o ad altri strumenti primari attraverso il filo di piombo.

Allo stato attuale, i materiali di resistenza termica più utilizzati sono il platino e il rame: i resistori del platino hanno un'elevata precisione, sono adatti per mezzi neutri e ossidanti, hanno una buona stabilità, hanno una certa non linearità e maggiore è la temperatura, minore è il tasso di cambiamento di resistenza; I resistori del rame hanno una relazione lineare tra valore di resistenza e temperatura nell'intervallo di misurazione della temperatura, hanno un numero di linea di temperatura elevato, sono adatti per mezzi non corrosivi e sono facilmente ossidati quando la temperatura supera 150.

I resistori termici industriali sono installati nel sito di produzione e c'è una certa distanza tra loro e la sala di controllo, quindi i cavi dei resistori termici avranno un impatto maggiore sui risultati della misurazione.

Al momento, ci sono tre modi principali per guidare il resistore termico. ○ 1 sistema a due fili: collegamento di un filo su ciascuna estremità della resistenza termica per condurre il segnale di resistenza è chiamato sistema a due fili: questo metodo di piombo è molto semplice, ma poiché il filo di collegamento deve avere una resistenza al piombo R, la dimensione di R è correlata al materiale e alla lunghezza del filo, quindi questo metodo di piombo è adatto solo a occasioni con l'accuratezza delle misurazioni basse. ○ 2 Sistema a tre fili: collegare un piombo a un'estremità della radice del resistore termico e due cavi all'altra estremità è chiamato sistema a tre fili. Questo metodo viene solitamente usato insieme a un ponte, che può eliminare meglio l'influenza della resistenza al piombo. È la resistenza al piombo più comunemente utilizzata nel controllo dei processi industriali. ○ 3 Sistema a quattro fili: collegare due fili su ciascuna estremità della radice del resistore termico è chiamato sistema a quattro fili, in cui due lead forniscono una corrente costante I per il resistore termico, converti R in un segnale di tensione U, quindi conducono allo strumento secondario attraverso gli altri due lead. Si può vedere che questo metodo di piombo può * eliminare l'influenza della resistenza al piombo e viene utilizzato principalmente per il rilevamento della temperatura ad alta precisione.

La resistenza termica adotta un metodo di connessione a tre fili. Il sistema a tre fili viene utilizzato per eliminare l'errore di misurazione causata dalla resistenza del filo di collegamento. Questo perché il circuito per misurare i termistori è generalmente un ponte sbilanciato. I termistori sono una resistenza al braccio del ponte e anche i loro fili di collegamento (dai termistori alla sala di controllo centrale) diventano parte della resistenza al braccio del ponte. Questa parte della resistenza è sconosciuta e cambia con la temperatura ambiente, causando errori di misurazione. Usando un sistema a tre fili, un filo è collegato all'estremità dell'alimentazione del ponte e gli altri due sono collegati al braccio del ponte in cui si trova il termistore e il braccio del ponte adiacente ad esso, eliminando così l'errore di misurazione causata dalla resistenza alla linea del filo.

Nell'industria, viene generalmente utilizzato il metodo di connessione a tre fili. Le termocoppie generano segnali millivolt e non hanno questo problema. Composizione del sistema di misurazione della temperatura della resistenza termica

(1) Il sistema di misurazione della temperatura della resistenza termica è generalmente composto da un resistore termico, che collega fili e uno strumento di visualizzazione. Devono essere annotati i seguenti due punti:
① Il resistore termico e lo strumento di visualizzazione devono avere lo stesso numero di laurea
② Al fine di eliminare l'influenza del cambiamento nella resistenza del filo di collegamento, è necessario utilizzare un metodo di connessione a tre fili. Per i dettagli, consultare il capitolo 3 di questo articolo.

(2) Resistore termico corazzato Il resistore termico corazzato è un corpo solido composto da un elemento di rilevamento della temperatura (resistenza), filo di piombo, materiale isolante e involucro in acciaio inossidabile. Il suo diametro esterno è generalmente φ2 ~ φ8mm e il minimo può raggiungere φmm. Rispetto ai normali resistori termici, ha i seguenti vantaggi:
① dimensioni ridotte, nessun gap d'aria all'interno, piccolo ritardo di misurazione in inerzia termica;
② Buone proprietà meccaniche, resistenza alle vibrazioni e resistenza all'impatto; ③ Può essere piegato per una facile installazione ④ Lunga durata di servizio.

(3) Resistore termico della faccia terminale L'elemento di rilevamento della temperatura termica della facciata terminale viene avvolto con filo di resistenza appositamente trattato ed è strettamente attaccato alla faccia finale del termometro. Rispetto ai resistori termici assiali generali, può riflettere in modo più accurato e rapido la temperatura effettiva della faccia di fine misurata ed è adatto per misurare la temperatura della faccia finale dei cuscinetti e di altre parti.

(4) Resistori termici a prova di fiamma resistori termici a prova di fiamma usano una struttura speciale della scatola di giunzione per isolare il gas misto esplosivo all'interno del guscio dalle scintille o dagli archi. La riparazione del circuito del corpo della resistenza cambierà inevitabilmente la lunghezza del filo della resistenza e influenzerà il valore di resistenza. Pertanto, è meglio sostituire il corpo della resistenza con uno nuovo. Se la saldatura viene utilizzata per la riparazione, deve essere calibrata dopo la saldatura prima che possa essere utilizzata.

La differenza tra termocoppie e resistori termici
Sia le termocoppie che i resistori termici appartengono alla misurazione della temperatura di contatto nella misurazione della temperatura. Sebbene abbiano la stessa funzione di misurazione della temperatura di un oggetto, i loro principi e caratteristiche sono diversi.

Innanzitutto, introduciamo le termocoppie. Le termocoppie sono i dispositivi di temperatura più utilizzati nella misurazione della temperatura. Le loro caratteristiche principali sono ampia gamma di misurazioni, prestazioni relativamente stabili, struttura semplice, buona risposta dinamica e capacità di trasmettere remoti segnali elettrici 4-20 MA, che è conveniente per il controllo automatico e il controllo centralizzato. Il principio di misurazione della temperatura delle termocoppie si basa sull'effetto termoelettrico. Quando due diversi conduttori o semiconduttori sono collegati in un ciclo chiuso, quando le temperature alle due giunzioni sono diverse, nel ciclo verrà generato un potenziale termoelettrico. Questo fenomeno è chiamato effetto termoelettrico, noto anche come effetto Seebeck. Il potenziale termoelettrico generato in un ciclo chiuso è costituito da due potenziali: potenziale di differenza di temperatura e potenziale di contatto. Il potenziale termoelettrico si riferisce al potenziale generato dalle due estremità dello stesso conduttore a causa di temperature diverse. Diversi conduttori hanno densità di elettroni diverse, quindi anche i potenziali che generano sono diversi. Come suggerisce il nome, il potenziale di contatto si riferisce al potenziale formato quando due diversi conduttori sono in contatto perché le loro densità di elettroni sono diverse, quindi viene generata una certa quantità di diffusione elettronica. Quando raggiungono un certo equilibrio, la dimensione del potenziale di contatto dipende dalle proprietà del materiale dei due diversi conduttori e dalla temperatura dei loro punti di contatto. Le termocoppie attualmente utilizzate nel mercato hanno una specifica standard, che stabilisce che le termocoppie sono divise in otto diverse divisioni, vale a dire B, R, S, N, N, E, J e T. La temperatura più bassa che può misurare è meno di 270 gradi Celsius e il più alto è di 1800 gradi Celsius. Tra questi, B, R e S appartengono alla serie di termocoppie in platino. Poiché il platino è un metallo prezioso, sono anche chiamati termocoppie di metallo prezioso e quelli rimanenti sono chiamati termocoppie di metallo a buon mercato.

Esistono due strutture di termocoppie, tipo ordinario e tipo corazzato. Le termocoppie ordinarie sono generalmente composte da termocoppie, tubi isolanti, maniche protettive e scatole di giunzione, mentre le termocoppie corazzate sono una solida combinazione di fili di termocoppia, materiali isolanti e maniche protettive metalliche assemblate e allungate. Tuttavia, il segnale elettrico della termocoppia richiede un filo speciale per trasmettere, che chiamiamo un filo di compensazione. Diverse termocoppie richiedono fili di compensazione diversi, la cui funzione principale è connettersi con la termocoppia, in modo che l'estremità di riferimento della termocoppia sia lontana dall'alimentazione, in modo che la temperatura dell'estremità di riferimento sia stabile.

I cavi di compensazione sono divisi in tipo di compensazione e tipo di estensione. La composizione chimica del filo di estensione è la stessa di quella della termocoppia compensata, ma in pratica il filo di estensione non è realizzato con lo stesso metallo della termocoppia. Viene generalmente sostituito da un filo con la stessa densità di elettroni della termocoppia. La connessione tra il filo di compensazione e la termocoppia è generalmente molto chiara. Il polo positivo della termocoppia è collegato al filo rosso del filo di compensazione e il polo negativo è collegato al colore rimanente. La maggior parte dei fili di compensazione generale sono realizzati in lega di rame-nichel.

In secondo luogo, introduciamo il resistore termico. Sebbene il resistore termico sia ampiamente utilizzato nell'industria, la sua applicazione è limitata in una certa misura a causa del suo intervallo di misurazione della temperatura. Il principio di misurazione della temperatura del resistore termico si basa sulla caratteristica che il valore di resistenza del conduttore o del semiconduttore cambia con la temperatura. Ha molti vantaggi, come la trasmissione remota di segnali elettrici, elevata sensibilità, forte stabilità, buona intercambiabilità e accuratezza, ma richiede eccitazione di potenza e non può misurare immediatamente le variazioni di temperatura. I resistori termici industriali utilizzano generalmente PT100, PT10, Cu50, Cu100. L'intervallo di misurazione della temperatura dei resistori termici platino è generalmente meno 200-800 gradi Celsius e quello dei resistori termici di rame è meno da 40 a 140 gradi Celsius. I resistori termici sono classificati negli stessi tipi delle termocoppie, ma non richiedono fili di compensazione e sono più economici delle coppie termiche.