溫度變送器的工作原理和分類 變送器如何操作

第第頁溫度變送器的工作原理和分類變送器如何操作首先我們了解下溫度變送器的由來：由于感溫元件種類繁多，其信號(hào)輸出的類型也多，為了便于自動(dòng)化檢測(cè)，因此對(duì)各種溫度傳感器的信號(hào)輸出做了統(tǒng)一的規(guī)定，也就是為統(tǒng)一的4～20mA信號(hào)。為了使各種溫度傳感器的輸出能統(tǒng)一為4～20mA的信號(hào)，所以使用了溫度變送器。利用溫度變送器來使輸入的各種電阻和電勢(shì)信號(hào)，變成統(tǒng)一的4～20mA的電流信號(hào)，這就是溫度變送器的由來。

溫度變送器完成測(cè)量信號(hào)的采集后，轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的4～20MA電流信號(hào)輸出，同時(shí)還起到隔離的作用。

溫度變送器按工作原理分類，緊要是熱敏元件的不同，有：熱電偶，熱電阻（金屬），和半導(dǎo)體熱敏電阻。

一體化溫度變送器將溫度傳感元件（熱電阻或熱電偶）與信號(hào)轉(zhuǎn)換放大單元有機(jī)集成在一起，用來測(cè)量各種工藝過程中—200—1600℃范圍內(nèi)的液體、蒸汽及其它氣體介質(zhì)或固體表面的溫度。它通常和顯示儀表、記錄儀表以及各種掌控系統(tǒng)配套使用。

溫度傳感器受溫度影響產(chǎn)生電阻或電勢(shì)效應(yīng)，經(jīng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一個(gè)差動(dòng)電壓信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)放大器放大，再經(jīng)電壓、電流變換，輸出與量程相對(duì)應(yīng)的4—20mA的電流信號(hào)。

熱電偶一般用于中高溫的測(cè)量，而熱電阻緊要是低溫的測(cè)量。接受何種，實(shí)在看看下面的介紹：

1.熱電偶

熱電偶是工業(yè)上常用的溫度檢測(cè)元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克（seeback）效應(yīng),即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)是：①測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中心介質(zhì)的影響。②測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從—50～+1600℃均可邊續(xù)測(cè)量，某些特別熱電偶低可測(cè)到—269℃（如金鐵鎳鉻），可達(dá)+2800℃（如鎢—錸）。③構(gòu)造簡單，使用便利。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲構(gòu)成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來特別便利。

1.1熱電偶測(cè)溫基本原理：將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。

1.2熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成

（1）熱電偶的種類：常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，緊要用于某些特別場合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。

（2）熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶牢靠、穩(wěn)定地工作，對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下：①構(gòu)成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必需堅(jiān)固；②兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；③補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要便利牢靠；④保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

1.3．熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償：由于熱電偶的材料一般都比較寶貴（特別是接受貴金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常接受補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延長到溫度比較穩(wěn)定的掌控室內(nèi)，連接到儀表端子上。必需指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延長熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到掌控室的儀表端子上，它本身并不能除去冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需接受其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t00℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必需注意型號(hào)相配，極性不能接錯(cuò)，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。

2.熱電阻

熱電阻是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測(cè)器。它的緊要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測(cè)量度是高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

2.1、熱電阻測(cè)溫原理及材料：熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的加添而加添這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始接受鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

2.2、熱電阻的類型：

1）一般型熱電阻：從熱電阻的測(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測(cè)量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來影響。

2）鎧裝熱電阻：鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為2——8mm，小可達(dá)mm。與一般型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點(diǎn)：①體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測(cè)量滯后??；②機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊；③能彎曲，便于安裝④使用壽命長。

3）端面熱電阻：端面熱電阻感溫元件由特別處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。

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