A diferença entre resistor térmico e termopar

Os resistores térmicos são os detectores de temperatura mais usados ​​nas zonas de média e baixa temperatura. Seus principais recursos são alta precisão de medição e desempenho estável. Entre eles, os resistores térmicos de platina têm a maior precisão de medição. Eles não são apenas amplamente utilizados na medição da temperatura industrial, mas também transformados em instrumentos de referência padrão.

Ao contrário do princípio da medição da temperatura dos termopares, os resistores térmicos medem a temperatura com base no efeito térmico dos resistores, ou seja, a resistência do resistor muda com a mudança de temperatura. Portanto, enquanto a mudança de resistência do resistor térmico sensível à temperatura for medido, a temperatura pode ser medida. Atualmente, existem principalmente dois tipos de resistores térmicos metálicos e termistores semicondutores. O valor de resistência e a temperatura dos resistores térmicos metálicos geralmente podem ser expressos pela seguinte relação aproximada, ou seja, rt=rt 0 [1+} (tt 0)].

Na fórmula, a RT é o valor de resistência à temperatura t; Rt {{0}} é o valor de resistência correspondente na temperatura t0 (geralmente t 0=0 grau); é o coeficiente de temperatura. A relação entre o valor de resistência e a temperatura dos termistores semicondutores é rt=aeb/t

Na fórmula, a RT é o valor de resistência à temperatura t; A e B são constantes, dependendo da estrutura do material semicondutor. Em comparação, os termistores têm um coeficiente de temperatura maior e um valor de resistência mais alto à temperatura ambiente (geralmente acima de vários milhares de ohms), mas sua intercambiabilidade é ruim, sua não linearidade é grave e sua faixa de medição de temperatura é apenas cerca de -50 ~ 300 graus. Eles são amplamente utilizados na detecção de temperatura e controle de eletrodomésticos e automóveis. Os resistores térmicos de metal são geralmente adequados para medição de temperatura na faixa de -200 ~ 500 graus. Eles são caracterizados por medição precisa, boa estabilidade e desempenho confiável. Eles são amplamente utilizados no controle do processo.

MATERIAIS TERMICAIS MATERIAIS MATERIAIS TERMAIS A MEDIDAÇÃO DA TERMATEMENT é baseada na característica de que o valor de resistência dos condutores de metal aumenta com o aumento da temperatura para medir a temperatura. Os resistores térmicos são feitos principalmente de materiais de metal puro. Atualmente, a platina e o cobre são os mais amplamente utilizados. Além disso, níquel, manganês e ródio agora estão sendo usados ​​para fabricar resistores térmicos.

Tipos de resistores térmicos

(1) Resistores térmicos blindados: os resistores térmicos blindados são corpos sólidos compostos por elementos de detecção de temperatura (corpos de resistência), fios, materiais isolantes e invólucros de aço inoxidável. Seu diâmetro externo é geralmente φ2 ~ φ8mm e o mínimo pode atingir φmm. Comparado com os resistores térmicos comuns, ele possui as seguintes vantagens: ① tamanho pequeno, sem espaço de ar dentro, pequeno lag de medição na inércia térmica; ② Boas propriedades mecânicas, resistência à vibração e resistência ao impacto; ③ pode ser dobrado e fácil de instalar; ④ Vida de serviço longo.

(2) Resistor térmico de precisão: a estrutura e as características do elemento de detecção de temperatura do resistor térmico (resistor) comumente usado na indústria. A partir do princípio da medição da temperatura dos resistores térmicos, pode -se observar que a alteração da temperatura medida é diretamente medida pela alteração do valor de resistência do resistor térmico. Portanto, a alteração de várias resistências de arame, como o fio de chumbo do resistor térmico, afetará a medição da temperatura. Para eliminar a influência da resistência ao fio de chumbo, geralmente é usado um sistema de três ou quatro fios.

(3) Resistor térmico da face final: o elemento de detecção de temperatura do resistor térmico da face final é enrolado com fio de resistência especialmente tratado e está próximo da face final do termômetro. Comparado com os resistores térmicos axiais gerais, ele pode refletir com mais precisão e rapidez a temperatura real da face final medida e é adequada para medir a temperatura final da face dos rolamentos e outras partes.

(4) Resistor térmico à prova de chama: A explosão do gás misto explosivo dentro da concha do resistor térmico à prova de chama é confinado à caixa de junção através de uma estrutura especial, de modo que a explosão causada pela influência de faíscas ou ARCs não será causada no local de produção. Os resistores térmicos à prova de chamas podem ser usados ​​para medição de temperatura em locais de explosão perigosos na área de nível BLA ~ B3C.

Os resistores térmicos de metal comumente usados ​​na indústria da perspectiva da mudança de resistência com a temperatura, a maioria dos condutores de metal possui essa propriedade, mas nem todos podem ser usados ​​como resistores térmicos de medição de temperatura. Os materiais metálicos utilizados como resistores térmicos geralmente exigem: o coeficiente de temperatura grande e estável possível, resistividade grande (reduzindo o tamanho do sensor na mesma sensibilidade), propriedades químicas e físicas estáveis ​​dentro da faixa de temperatura de uso, boa reprodutibilidade de material e o valor de resistência deve ter uma relação de valor intermediária da relação com a alteração da temperatura (relação linear).

Método de conexão do sinal do resistor térmico O resistor térmico é um elemento primário que converte a mudança de temperatura em mudança de valor de resistência. Geralmente é necessário transmitir o sinal de resistência ao dispositivo de controle de computador ou outro instrumento primário através do fio de chumbo.

Atualmente, os materiais de resistor térmico mais amplamente utilizados são platina e cobre: ​​os resistores de platina têm alta precisão, são adequados para meios neutros e oxidantes, têm boa estabilidade, certa não linearidade e, quanto maior a temperatura, menor a taxa de mudança de resistência; Os resistores de cobre têm uma relação linear entre o valor da resistência e a temperatura dentro da faixa de medição da temperatura, têm um grande número de linha de temperatura, são adequados para meios não corrosivos e são facilmente oxidados quando a temperatura excede 150.

Os resistores térmicos industriais estão instalados no local de produção e há uma certa distância entre eles e a sala de controle, de modo que os fios dos resistores térmicos terão um impacto maior nos resultados da medição.

Atualmente, existem três maneiras principais de liderar o resistor térmico. ○ 1 sistema de dois fios: conectar um fio em cada extremidade do resistor térmico para liderar o sinal de resistência é chamado de sistema de dois fios: esse método de chumbo é muito simples, mas como o fio de conexão deve ter uma resistência ao chumbo R, o tamanho de r está relacionado à baixa precisão de medição. ○ 2 sistema de três fios: conectar um chumbo em uma extremidade da raiz do resistor térmico e dois cabos na outra extremidade é chamado de sistema de três fios. Esse método é geralmente usado em conjunto com uma ponte, que pode eliminar melhor a influência da resistência ao chumbo. É a resistência de chumbo mais comumente usada no controle do processo industrial. ○ 3 Sistema de quatro fios: conectar dois fios em cada extremidade da raiz do resistor térmico é chamado de sistema de quatro fios, no qual dois leads fornecem uma corrente constante para o resistor térmico, converte R em um sinal de tensão U e, em seguida, levou U ao instrumento secundário através dos outros dois cabos. Pode-se observar que esse método de chumbo pode * eliminar a influência da resistência ao chumbo e é usado principalmente para detecção de temperatura de alta precisão.

O resistor térmico adota um método de conexão de três fios. O sistema de três fios é usado para eliminar o erro de medição causado pela resistência do fio de conexão. Isso ocorre porque o circuito para medir termistores geralmente é uma ponte desequilibrada. Os termistores são uma resistência ao braço da ponte, e seus fios de conexão (dos termistores da sala de controle central) também se tornam parte da resistência ao braço da ponte. Esta parte da resistência é desconhecida e muda com a temperatura ambiente, causando erros de medição. Usando um sistema de três fios, um fio é conectado à extremidade da fonte de alimentação da ponte e os outros dois estão conectados ao braço da ponte onde está localizado o termistor e o braço da ponte adjacente a ele, eliminando assim o erro de medição causado pela resistência da linha do fio.

Na indústria, o método de conexão de três fios é geralmente usado. Os termopares geram sinais de milivolt e não têm esse problema. Composição do sistema de medição de temperatura do resistor térmico

(1) O sistema de medição de temperatura do resistor térmico é geralmente composto por um resistor térmico, conectando fios e um instrumento de exibição. Os dois pontos a seguir devem ser observados:
① O resistor térmico e o instrumento de exibição devem ter o mesmo número de graduação
② Para eliminar a influência da mudança na resistência do fio de conexão, um método de conexão de três fios deve ser usado. Para detalhes, consulte o Capítulo 3 deste artigo.

(2) Resistor térmico blindado O resistor térmico blindado é um corpo sólido composto por um elemento de detecção de temperatura (resistor), fio de chumbo, material isolante e revestimento de aço inoxidável. Seu diâmetro externo é geralmente φ2 ~ φ8mm e o mínimo pode atingir φmm. Comparado com os resistores térmicos comuns, ele tem as seguintes vantagens:
① Tamanho pequeno, sem espaço de ar dentro, pequeno atraso de medição em inércia térmica;
② Boas propriedades mecânicas, resistência à vibração e resistência ao impacto; ③ Pode ser dobrado para facilitar a instalação ④ Longa vida útil do serviço.

(3) Resistor térmico da face final O elemento de detecção de temperatura do resistor térmico da face final é enrolado com fio de resistência especialmente tratado e é firmemente preso à face final do termômetro. Comparado com os resistores térmicos axiais gerais, ele pode refletir com mais precisão e rapidez a temperatura real da face final medida e é adequada para medir a temperatura final da face dos rolamentos e outras partes.

(4) Os resistores térmicos à prova de chamas resistores térmicos à prova de chama usam uma estrutura especial da caixa de junção para isolar o gás misto explosivo dentro da concha das faíscas ou arcos. O reparo do circuito do corpo do resistor mudará inevitavelmente o comprimento do fio do resistor e afetará o valor da resistência. Portanto, é melhor substituir o corpo do resistor por um novo. Se a soldagem for usada para reparo, deve ser calibrada após a soldagem antes que possa ser usada.

A diferença entre termopares e resistores térmicos
Termopares e resistores térmicos pertencem à medição da temperatura de contato na medição da temperatura. Embora tenham a mesma função de medir a temperatura de um objeto, seus princípios e características são diferentes.

Primeiro, vamos introduzir termopares. Os termopares são os dispositivos de temperatura mais amplamente utilizados na medição de temperatura. Suas principais características são ampla faixa de medição, desempenho relativamente estável, estrutura simples, boa resposta dinâmica e a capacidade de transmitir 4-20 sinais elétricos remotamente, o que é conveniente para controle automático e controle centralizado. O princípio da medição da temperatura dos termopares é baseado no efeito termoelétrico. Quando dois condutores ou semicondutores diferentes são conectados a um loop fechado, quando as temperaturas nas duas junções são diferentes, um potencial termoelétrico será gerado no loop. Esse fenômeno é chamado de efeito termoelétrico, também conhecido como efeito Seebeck. O potencial termoelétrico gerado em um circuito fechado consiste em dois potenciais: potencial de diferença de temperatura e potencial de contato. O potencial termoelétrico refere -se ao potencial gerado pelas duas extremidades do mesmo condutor devido a diferentes temperaturas. Diferentes condutores têm diferentes densidades de elétrons; portanto, os potenciais que eles geram também são diferentes. Como o nome sugere, o potencial de contato refere -se ao potencial formado quando dois condutores diferentes estão em contato porque suas densidades de elétrons são diferentes; portanto, é gerada uma certa quantidade de difusão de elétrons. Quando atingem um certo equilíbrio, o tamanho do potencial de contato depende das propriedades do material dos dois condutores diferentes e da temperatura de seus pontos de contato. Os termopares atualmente utilizados no mercado têm uma especificação padrão, que estipula que os termopares são divididos em oito divisões diferentes, a saber, B, R, S, K, N, E, J e T. A temperatura mais baixa que eles podem medir é Minus 270 graus Celsius e o mais alto IS 1800 graus Celsius. Entre eles, B, R e S pertencem à série de termopares de platina. Como a platina é um metal precioso, eles também são chamados de termopares de metal precioso, e os restantes são chamados de termopares de metal baratos.

Existem duas estruturas de termopares, tipo comum e tipo blindado. Os termopares comuns são geralmente compostos de termopares, tubos isolantes, mangas de proteção e caixas de junção, enquanto os termopares blindados são uma combinação sólida de fios termopares, materiais isolantes e mangas de proteção de metal montadas e esticadas. No entanto, o sinal elétrico do termopar requer um fio especial para transmitir, que chamamos de fio de compensação. Diferentes termopares requerem diferentes fios de compensação, cuja principal função é se conectar com o termopar, para que a extremidade de referência do termopar esteja longe da fonte de alimentação, para que a temperatura da extremidade de referência seja estável.

Os fios de compensação são divididos no tipo de compensação e no tipo de extensão. A composição química do fio de extensão é a mesma do termopar compensado, mas na prática, o fio de extensão não é feito do mesmo metal que o termopar. Geralmente é substituído por um fio pela mesma densidade de elétrons que o termopar. A conexão entre o fio de compensação e o termopar é geralmente muito clara. O pólo positivo do termopar é conectado ao fio vermelho do fio de compensação e o pólo negativo é conectado à cor restante. A maioria dos fios de compensação geral é feita de liga de cobre-níquel.

Em segundo lugar, vamos apresentar o resistor térmico. Embora o resistor térmico seja amplamente utilizado na indústria, sua aplicação é limitada até certo ponto devido à sua faixa de medição de temperatura. O princípio da medição da temperatura do resistor térmico é baseado na característica de que o valor de resistência do condutor ou semicondutor mude com a temperatura. Possui muitas vantagens, como transmissão remota de sinais elétricos, alta sensibilidade, forte estabilidade, boa intercambiabilidade e precisão, mas requer excitação de energia e não pode medir a temperatura muda instantaneamente. Os resistores térmicos industriais geralmente usam PT100, PT10, Cu50, Cu100. A faixa de medição da temperatura de resistores térmicos de platina geralmente é menos 200-800 graus Celsius, e a dos resistores térmicos de cobre é de menos de 40 a 140 graus Celsius. Os resistores térmicos são classificados nos mesmos tipos que os termopares, mas não requerem fios de compensação e são mais baratos que os casais térmicos.