如何識別熱電阻溫度傳感器和熱電偶溫度傳感器
2021-06-12 來源：www.www.jjjthw.com 次
如何識RTD
為了確定一個傳感器可能是熱電偶或熱電阻是測量電阻使用伏特歐姆表。如果傳感器有兩根導線，測量兩根導線之間的電阻。如果傳感器是熱電偶，那么你只需要測量這段電線的電阻。
大多數(shù) RTDs 的zui高溫度限制在1000華氏度。相比之下，某些熱電偶可以用來測量華氏2700度。
熱釋電阻溫度探測器(RTDS)是專門設計的，以確保精確和可重復的溫度與電阻特性。該傳感器構建在一個獨特的應變免費的方式，并只使用高品質的 RTD 元素。根據(jù)客戶的要求，使用陶瓷、線繞元件、平膜技術元件或軍用特殊防振元件，以確保提供zui合適的規(guī)格。特點及好處準確性。一個特殊的過程結合應變免費建設與全纏繞支持可靠，準確的讀數(shù)在標準的 RTD 元件，并在平面薄膜元件的鉑是蝕刻在基板上。高信噪比輸出。增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木?，并允許傳感器和測量設備之間有更大的距離。互換性。無應變結構和精密微調允許元素從不同的批次被替換而不需要重新校準。敏感性。自我加熱是zui小的，允許精確測量。當絕緣電阻值超過 IEC-751標準時，溫度系數(shù)(alpha)按照行業(yè)標準進行嚴格控制。標準化。這些元素可以滿足或超過各種標準化機構的要求。IEC-751標準公差等級 a 和 b 分別非常適合工業(yè)應用。公差等級高達1/10 DIN 也可以提供更高的精度要求。在較寬溫度范圍內的物理和化學穩(wěn)定性。煙火銷售使用一個高度控制的生產過程。標準元件是建立抵抗機械振動和沖擊，但是，在有高的機械振動暴露，特別制造的軍事規(guī)格厚膜 RTD 元件可以提供適合的應用。重復性。即使長時間暴露在操作范圍內的溫度下，所有元件的重復性值都超過了 IEC-751。
應用
•空氣調節(jié)和制冷服務
•食品加工
•爐子和烤架
•紡織品生產
•塑料加工
•石化加工
•微電子學
•空氣、氣體和液體溫度測量
•廢氣溫度測量。
•空氣調節(jié)和制冷服務
•食品加工
•爐子和烤架
•紡織品生產
•塑料加工
•石化加工
•微電子學
•空氣、氣體和液體溫度測量
•廢氣溫度測量。
何時使用 RTDs?
當準確性和穩(wěn)定性是客戶規(guī)范的要求時。精確度必須擴展到很寬的溫度范圍。
•區(qū)域感應而不是點感應能夠提高控制力。
•當需要高度的標準化時。
優(yōu)點
•線性相對于寬工作范圍
•寬工作溫度范圍
•高工作溫度范圍
•互換性相對于寬工作溫度范圍
•良好的穩(wěn)定性
缺點
•低靈敏度
•高成本
•無點感應
•受沖擊和振動影響
•需要三線或四線操作
當準確性和穩(wěn)定性是客戶規(guī)范的要求時。精確度必須擴展到很寬的溫度范圍。
•區(qū)域感應而不是點感應能夠提高控制力。
•當需要高度的標準化時。
優(yōu)點
•線性相對于寬工作范圍
•寬工作溫度范圍
•高工作溫度范圍
•互換性相對于寬工作溫度范圍
•良好的穩(wěn)定性
缺點
•低靈敏度
•高成本
•無點感應
•受沖擊和振動影響
•需要三線或四線操作
安裝
在安裝RTD元件時，主要考慮的是要有足夠的浸水，以確保RTD不會平均工藝和工藝之外的設備或結構的溫度。RTD不像熱電偶那樣是一個點測量裝置，因此有一個主動傳感區(qū)域需要完全浸沒，以確保RTD測量實際過程溫度。在安裝熱電偶時，沿傳感器軸40mm的良好熱傳導是至關重要的。RTD傳感器的主動傳感區(qū)域。這一區(qū)域將根據(jù)建筑中使用的RTD元件的長度而有所不同?？梢栽O計傳感器來顯示平均溫度。
選擇合適溫度傳感器
選擇合適溫度傳感器
當選擇適合你的需求的RTD元素時，有很多選擇可以考慮:
溫度額定值公差，精度和互換性時間響應距離控制或測量設備。zui常用的結構是將RTD元件和連接的導線放入一個封閉的金屬管中，用振動阻尼和/或傳熱材料如氧化鋁粉包裹管，并用環(huán)氧樹脂、硅樹脂或陶瓷水泥密封管的開口端。rtd中zui常用的金屬管由316不銹鋼(用于約480℃)制成。使用的振動阻尼/傳熱材料在溫度范圍內變化很大。這些材料是由制造商選擇的，以提供zui佳性能的基礎上預期的zui高溫度使用。
另一種常見的結構是使用礦物絕緣金屬護套(MIMS)電纜，其中RTD元件插入一個鉆孔，并連接到由氧化鎂(MgO)絕緣的鎳或銅線。然后端用MgO絕緣和端部焊接封閉，另一端有延長線連接之前密封如上。環(huán)氧密封化合物通常從不使用超過200至260°C。陶瓷水泥可以暴露在1200°C或更高的溫度下，但需要密封膠來防止水泥中的水分和底部的振動衰減/傳熱材料。在鉑金RTD中具有zui低溫度性能的材料通常是其結構中使用的電線和絕緣。有兩種結構，低溫和高溫。在低溫結構中，特氟隆絕緣鍍鎳銅線用于連接到RTD元件。不銹鋼管中填充氧化鋁粉末，為元件提供支撐，并具有環(huán)氧密封。這種結構通常限制在250°C。高溫結構使用鎳線和陶瓷絕緣體，或含有鎳線的MIMS電纜。鎳絲和陶瓷結構是填充氧化鋁粉末來支撐元件。所使用的密封膠取決于過渡點的溫度等級。這兩種類型的結構可用于約650°C，但通過仔細選擇元件，并使用護套MIMS電纜，可延伸至約850°C。
公差、精度和互換性
公差、精度和互換性
公差和精度是溫度測量中zui容易被誤解的術語。術語公差是指在某一特定點上的不確定性或可能的誤差的程度。精度是指在指定范圍內無限多個公差。例如，rtd包含一種在特定溫度下具有特定電阻的傳感元件。這一要求zui常見的例子是所謂的DIN/IEC標準。為了滿足DIN/IEC標準的要求，RTD在0°C時的電阻必須為100歐姆±0.12%(或0.12歐姆)才能被認為是B級傳感器(a級傳感器為100歐姆±0.06%)。±0.12歐姆的公差僅適用于0°C的電阻，不能適用于任何其他溫度。下面是A類rtd的互換性表，它為用戶提供了特定溫度下的公差表。引線電阻對測量電阻有較大影響。這種補償能力
額外的阻力會影響所選擇的組件類型和系統(tǒng)精度。zui常見的組裝類型是3‐線RTD。在這里，引線電阻在橋式電路中得到補償。為了達到zui高精度，唯一的選擇是使用4‐線RTD，消除了引線電阻誤差。
響應時間
在選擇zui適合您的工藝的裝配方式時，必須考慮傳感器對溫度變化的反應速度。如果使用熱電偶，響應時間將顯著增加，在設計熱電偶/傳感器系統(tǒng)時必須小心。熱電偶套管的內徑應該與RTD的直徑緊密匹配，從而實現(xiàn)良好的熱接觸，從而zui大限度地實現(xiàn)熱傳遞。
如果快速時間響應是一個標準，那么元素和探針越小，時間響應就越快。在可實現(xiàn)的響應時間和傳感器的適應性之間進行權衡，以適應工藝環(huán)境。
與控制或測量設備之間的距離RTD組件安裝在哪里將規(guī)定所需的RTD類型。如果控制/測量點相對靠近安裝的傳感器，那么可以直接用電纜連接到儀器。對于較長的距離，請檢查儀器的輸入規(guī)格，以確定引線阻抗是否過大。在這種情況下，建議使用4‐20mA變送器。(4‐20mA變送器將電阻轉換為電流，以zui小的損耗通過2‐線傳輸)。
故障排除
與RTD組件相關的問題往往很簡單，也很容易解決。由于RTD元件容易因振動或機械沖擊而損壞，zui可能的問題是元件是開路的。根據(jù)組件的類型，這可以很容易地用萬用表確定。漂移問題往往更加微妙。由于鉑易被污染，雜質的引入可以改變基電阻，對溫度響應的電阻可以
這和純鉑有很大的不同。在這種情況下，確定是否存在誤差的唯一方法是校準RTD傳感器。
每種溫度傳感器都有其獨特的優(yōu)缺點。
rtd溫度傳感器優(yōu)點
rtd溫度傳感器優(yōu)點
每種溫度傳感器都有其獨特的優(yōu)缺點。
RTD的優(yōu)點:
pt100溫度傳感器rtd通常用于重復性和準確性很重要的應用
考慮。正確構造的Pt100 rtd具有隨時間變化的可重復電阻溫度特性。如果一個過程將在特定的溫度下運行，則可以在實驗室中確定該溫度下的RTD的電阻，并且它不會隨時間發(fā)生顯著變化。rtd還允許更容易的互換性，因為它們zui初的變化比熱電偶低得多。例如，在200°C使用的K型熱電偶的標準誤差限值為±2.2°C。A Pt100Ohm DIN, B級鉑RTD在相同溫度下具有±1.3°C的互換性。rtd還可以與標準儀表電纜連接顯示或
在控制設備中，熱電偶必須有相應的熱電偶絲才能得到準確的測量。
rtd的缺點
在相同的配置下，你可以期望為RTD支付比賤金屬熱電偶更多的錢。RTD比熱電偶更貴，因為制造RTD需要更多的構造，包括傳感元件的制造、延長線的連接和傳感器的組裝。由于傳感元件的構造，rtd在高振動和機械沖擊環(huán)境中的性能不如熱電偶。工業(yè)rtd的溫度也限制在650°C，而熱電偶可以使用高達1700°C。
使用壽命
熱電偶使用壽命。有用的熱電偶壽命是一個非常困難的預測，即使應用環(huán)境的大部分細節(jié)已知。不幸的是，這樣的信息往往很難確定。對于任何應用環(huán)境來說，zui好的測試是安裝、使用和評估被認為可能成功的設計的在用性能。熱電偶類型說明中列出的建議和非建議是在首次選擇要安裝在過程中的組裝樣式時開始的好地方。
偏移和漂移
偏移和漂移
穩(wěn)定性所有熱電偶在使用過程中都會受到校準漂移的影響，這只是多少的問題，以及這種情況發(fā)生的速度有多快。熱電偶的性能嚴重依賴于整個電路長度上物理和化學性質的絕對均勻性。當生產熱電偶材料時，要采取仔細的步驟以確保達到這種均勻性(或均勻性)。在使用過程中，電路的不同部分會經歷不同的熱、化學暴露等條件，因此這些部分的物理結構和組成會從原始熱電偶線發(fā)生變化。由于給定溫差所產生的熱電動勢對導線的化學和冶金性能的變化很敏感，所以在相同的條件下，使用過的探頭所產生的總電動勢可能不同于其他相同的新探頭。在可觀察的時間內，這些變化通常很小(通常小到可以忽略不計)。但在不利的條件下，有可能實現(xiàn)大的漂移速度迅速。為了實現(xiàn)長期可靠的熱電偶壽命，通常的策略是在zui高溫度下舒適地操作設備，并為其提供盡可能干凈的工作環(huán)境。外殼，例如護套、保護管和溫度計套管，是控制熱電偶本身周圍環(huán)境的常用方法。
常見故障
保護管，護套，甚至溫度計套管，可能會由于腐蝕或機械損壞而失效。過程可以越過溫度，并將熱元件暴露在比預期更高的溫度下。如果控制過程的傳感器在其輸出中漂移較低，則響應其控制器的過程可能會因此被迫接受高于預期溫度的溫度。賤金屬組件容易受到多種化學劑的侵蝕。它們也會因不利的操作條件而改變。根據(jù)供應，優(yōu)質的貴金屬熱電偶絲雜質含量非常低。因此，它容易受到污染，從而影響其熱電性能。鉑對游離硅的存在特別敏感，它可以與游離硅結合形成共晶合金，在正常使用溫度或低于正常使用溫度時熔化。貴重金屬組件的高純度絕緣體和保護管，以及在處理時注意清潔，因此有助于防止這種情況的發(fā)生。人為錯誤也可能是一個促成因素?？刂瓶赡茉O置不正確，連接可能不正確，響應操作條件可能不適當?shù)膭幼?/div>
故障排除
如何測試使用過的熱電偶
故障排除
要評估問題，請檢查系統(tǒng)性能是否合理
控件中的更改是否產生邏輯結果?產品怎么樣?它的條件是否與儀器顯示的相符?
如何測試使用過的熱電偶
首先，將可疑的熱電偶從服務中移除并在另一個地方進行“測試”并不總是可行的。一旦設備被使用，意味著它可能不再是同質的。對不均勻熱電偶施加不同的溫度梯度，即使只有細微的不同，也會導致不同的輸出和讀數(shù)。重新校準一個使用過的熱電偶肯定會產生一個“數(shù)字”，但這個數(shù)字可能在熱電偶的使用地方是沒有意義的。評估使用過的熱電偶的zui佳方法是“探測”位置，將一個具有已知輸出的新熱電偶放置在操作過程中的可疑熱電偶旁邊，并比較讀數(shù)。如果同時有兩個傳感器是不現(xiàn)實的。移除可疑的探針，用另一個已知的好探針替換它。然后，只要好的探頭與被移走的探頭位于相同的位置，并且在交換過程中過程沒有改變，就可以比較兩個探頭的讀數(shù)。請注意，沒有必要為這些測試保留和使用無限制的新探針?？梢员Ａ粢恍┖线m的替代設備，選擇一個用于測試使用。下
一般情況下，熱電偶漂移或退化是一個漸進的、非常緩慢的過程。因此，一個單一的替代探針可以多次用于探測一個過程，并被認為是可靠的重復測試。而且，當一個漂移的探頭被發(fā)現(xiàn)時，測試探頭可以簡單地作為一個工作傳感器留在原地，而下一個替代品成為測試設備。
系統(tǒng)測試
便攜式溫度指示器是診斷熱電偶系統(tǒng)故障的一種有用儀器。許多這樣的設備可以與兩種或兩種以上不同的熱電偶類型一起工作，一些設備提供“輸出”功能，將產生一個電子輸出來模擬熱電偶在任意溫度下工作。在使用中，該儀器通常連接在被測試電路的電線上，在一些方便的接入點，如連接頭。應注意確保保持正確的極性。我們在底片所在的地方使用ANSI顏色代碼
便攜式溫度指示器是診斷熱電偶系統(tǒng)故障的一種有用儀器。許多這樣的設備可以與兩種或兩種以上不同的熱電偶類型一起工作，一些設備提供“輸出”功能，將產生一個電子輸出來模擬熱電偶在任意溫度下工作。在使用中，該儀器通常連接在被測試電路的電線上，在一些方便的接入點，如連接頭。應注意確保保持正確的極性。我們在底片所在的地方使用ANSI顏色代碼
總是紅色的。在那里，可以監(jiān)測和評估運行傳感器的輸出?；蛘?，使用儀器的“輸出”功能，可以將模擬的熱電偶信號送回電路的永久指示器或控制器，以驗證其余電路的正常運行。
當驅動一個信號返回儀器時，通常需要斷開電路的一側，以避免由于熱電偶本身的低電阻而使便攜式測試儀“負載”。熱電偶電路中加長線路的部分也可以用便攜式測試儀檢查是否正確連接。被測試的部分應該與回路的其余部分電隔離，延伸線對的一端應該短接在一起。如果測試器連接到短對的另一端，測試器應該顯示短對的近似溫度。注意，如果延長對的兩端恰好處于相同的溫度，可能有必要對短端加熱一點，并驗證測試器正確地“看到”了溫度變化。在此測試中，正在檢查不正確、反向連接的可能性。
熱電阻或熱電偶: 熱電偶和熱電偶都是測定工藝溫度的有用溫度傳感器。在其溫度范圍內，RTD溫度傳感器 比熱電偶溫度傳感器具有更高的精度，因為鉑是一種比大多數(shù)熱電偶材料更穩(wěn)定的材料。Rtd 還使用標準的儀表線連接到測量或控制設備，這可以降低整體安裝成本。熱電偶一般比 rtd 便宜。他們是更持久的高振動或機械沖擊應用，可用于更高的溫度。熱電偶的尺寸可以比大多數(shù) rtd溫度傳感器 更小，它們可以根據(jù)特定的應用形成。
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