如何识别热电阻温度传感器和热电偶温度传感器

2021-06-12       来源:www.weilianchina.com       
 
如何识别热电阻温度传感器和热电偶温度传感器? 上海维连电子如何识RTD温度传感器热电偶温度传感器
 
为了确定一个传感器可能是热电偶或热电阻是测量电阻使用伏特欧姆表。如果传感器有两根导线,测量两根导线之间的电阻。如果传感器是热电偶,那么你只需要测量这段电线的电阻。
 
大多数 RTDs 的最高温度限制在1000华氏度。相比之下,某些热电偶可以用来测量华氏2700度。
 
热释电阻温度探测器(RTDS)是专门设计的,以确保精确和可重复的温度与电阻特性。该传感器构建在一个独特的应变免费的方式,并只使用高品质的 RTD 元素。根据客户的要求,使用陶瓷、线绕元件、平膜技术元件或军用特殊防振元件,以确保提供最合适的规格。特点及好处准确性。一个特殊的过程结合应变免费建设与全缠绕支持可靠,准确的读数在标准的 RTD 元件,并在平面薄膜元件的铂是蚀刻在基板上。高信噪比输出。增加了数据传输的精度,并允许传感器和测量设备之间有更大的距离。互换性。无应变结构和精密微调允许元素从不同的批次被替换而不需要重新校准。敏感性。自我加热是最小的,允许精确测量。当绝缘电阻值超过 IEC-751标准时,温度系数(alpha)按照行业标准进行严格控制。标准化。这些元素可以满足或超过各种标准化机构的要求。IEC-751标准公差等级 a 和 b 分别非常适合工业应用。公差等级高达1/10 DIN 也可以提供更高的精度要求。在较宽温度范围内的物理和化学稳定性。烟火销售使用一个高度控制的生产过程。标准元件是建立抵抗机械振动和冲击,但是,在有高的机械振动暴露,特别制造的军事规格厚膜 RTD 元件可以提供适合的应用。重复性。即使长时间暴露在操作范围内的温度下,所有元件的重复性值都超过了 IEC-751。
 
应用
•空气调节和制冷服务
•食品加工
•炉子和烤架
•纺织品生产
•塑料加工
•石化加工
•微电子学
•空气、气体和液体温度测量
•废气温度测量。
 
何时使用 RTDs?
当准确性和稳定性是客户规范的要求时。精确度必须扩展到很宽的温度范围。
•区域感应而不是点感应能够提高控制力。
•当需要高度的标准化时。

优点
•线性相对于宽工作范围
•宽工作温度范围
•高工作温度范围
•互换性相对于宽工作温度范围
•良好的稳定性

缺点
•低灵敏度
•高成本
•无点感应
•受冲击和振动影响
•需要三线四线操作

安装
在安装RTD元件时,主要考虑的是要有足够的浸水,以确保RTD不会平均工艺和工艺之外的设备或结构的温度。RTD不像热电偶那样是一个点测量装置,因此有一个主动传感区域需要完全浸没,以确保RTD测量实际过程温度。在安装热电偶时,沿传感器轴40mm的良好热传导是至关重要的。RTD传感器的主动传感区域。这一区域将根据建筑中使用的RTD元件的长度而有所不同。可以设计传感器来显示平均温度。

选择合适温度传感器
当选择适合你的需求的RTD元素时,有很多选择可以考虑:
温度额定值公差,精度和互换性时间响应距离控制或测量设备。最常用的结构是将RTD元件和连接的导线放入一个封闭的金属管中,用振动阻尼和/或传热材料如氧化铝粉包裹管,并用环氧树脂、硅树脂或陶瓷水泥密封管的开口端。rtd中最常用的金属管由316不锈钢(用于约480℃)制成。使用的振动阻尼/传热材料在温度范围内变化很大。这些材料是由制造商选择的,以提供最佳性能的基础上预期的最高温度使用。
另一种常见的结构是使用矿物绝缘金属护套(MIMS)电缆,其中RTD元件插入一个钻孔,并连接到由氧化镁(MgO)绝缘的镍或铜线。然后端用MgO绝缘和端部焊接封闭,另一端有延长线连接之前密封如上。环氧密封化合物通常从不使用超过200至260°C。陶瓷水泥可以暴露在1200°C或更高的温度下,但需要密封胶来防止水泥中的水分和底部的振动衰减/传热材料。在铂金RTD中具有最低温度性能的材料通常是其结构中使用的电线和绝缘。有两种结构,低温和高温。在低温结构中,特氟隆绝缘镀镍铜线用于连接到RTD元件。不锈钢管中填充氧化铝粉末,为元件提供支撑,并具有环氧密封。这种结构通常限制在250°C。高温结构使用镍线和陶瓷绝缘体,或含有镍线的MIMS电缆。镍丝和陶瓷结构是填充氧化铝粉末来支撑元件。所使用的密封胶取决于过渡点的温度等级。这两种类型的结构可用于约650°C,但通过仔细选择元件,并使用护套MIMS电缆,可延伸至约850°C。

公差、精度和互换性
公差和精度是温度测量中最容易被误解的术语。术语公差是指在某一特定点上的不确定性或可能的误差的程度。精度是指在指定范围内无限多个公差。例如,rtd包含一种在特定温度下具有特定电阻的传感元件。这一要求最常见的例子是所谓的DIN/IEC标准。为了满足DIN/IEC标准的要求,RTD在0°C时的电阻必须为100欧姆±0.12%(或0.12欧姆)才能被认为是B级传感器(a级传感器为100欧姆±0.06%)。±0.12欧姆的公差仅适用于0°C的电阻,不能适用于任何其他温度。下面是A类rtd的互换性表,它为用户提供了特定温度下的公差表。引线电阻对测量电阻有较大影响。这种补偿能力
额外的阻力会影响所选择的组件类型和系统精度。最常见的组装类型是3‐线RTD。在这里,引线电阻在桥式电路中得到补偿。为了达到最高精度,唯一的选择是使用4‐线RTD,消除了引线电阻误差。

响应时间
在选择最适合您的工艺的装配方式时,必须考虑传感器对温度变化的反应速度。如果使用热电偶,响应时间将显著增加,在设计热电偶/传感器系统时必须小心。热电偶套管的内径应该与RTD的直径紧密匹配,从而实现良好的热接触,从而最大限度地实现热传递。
如果快速时间响应是一个标准,那么元素和探针越小,时间响应就越快。在可实现的响应时间和传感器的适应性之间进行权衡,以适应工艺环境。
与控制或测量设备之间的距离RTD组件安装在哪里将规定所需的RTD类型。如果控制/测量点相对靠近安装的传感器,那么可以直接用电缆连接到仪器。对于较长的距离,请检查仪器的输入规格,以确定引线阻抗是否过大。在这种情况下,建议使用4‐20mA变送器。(4‐20mA变送器将电阻转换为电流,以最小的损耗通过2‐线传输)。
 
故障排除
与RTD组件相关的问题往往很简单,也很容易解决。由于RTD元件容易因振动或机械冲击而损坏,最可能的问题是元件是开路的。根据组件的类型,这可以很容易地用万用表确定。漂移问题往往更加微妙。由于铂易被污染,杂质的引入可以改变基电阻,对温度响应的电阻可以
这和纯铂有很大的不同。在这种情况下,确定是否存在误差的唯一方法是校准RTD传感器。
 
每种温度传感器都有其独特的优缺点。
rtd温度传感器优点
每种温度传感器都有其独特的优缺点。
RTD的优点:
pt100温度传感器rtd通常用于重复性和准确性很重要的应用
考虑。正确构造的Pt100 rtd具有随时间变化的可重复电阻温度特性。如果一个过程将在特定的温度下运行,则可以在实验室中确定该温度下的RTD的电阻,并且它不会随时间发生显著变化。rtd还允许更容易的互换性,因为它们最初的变化比热电偶低得多。例如,在200°C使用的K型热电偶的标准误差限值为±2.2°C。A Pt100Ohm DIN, B级铂RTD在相同温度下具有±1.3°C的互换性。rtd还可以与标准仪表电缆连接显示或
在控制设备中,热电偶必须有相应的热电偶丝才能得到准确的测量。

rtd的缺点
在相同的配置下,你可以期望为RTD支付比贱金属热电偶更多的钱。RTD比热电偶更贵,因为制造RTD需要更多的构造,包括传感元件的制造、延长线的连接和传感器的组装。由于传感元件的构造,rtd在高振动和机械冲击环境中的性能不如热电偶。工业rtd的温度也限制在650°C,而热电偶可以使用高达1700°C。

使用寿命
热电偶使用寿命。有用的热电偶寿命是一个非常困难的预测,即使应用环境的大部分细节已知。不幸的是,这样的信息往往很难确定。对于任何应用环境来说,最好的测试是安装、使用和评估被认为可能成功的设计的在用性能。热电偶类型说明中列出的建议和非建议是在首次选择要安装在过程中的组装样式时开始的好地方。

偏移和漂移
稳定性所有热电偶在使用过程中都会受到校准漂移的影响,这只是多少的问题,以及这种情况发生的速度有多快。热电偶的性能严重依赖于整个电路长度上物理和化学性质的绝对均匀性。当生产热电偶材料时,要采取仔细的步骤以确保达到这种均匀性(或均匀性)。在使用过程中,电路的不同部分会经历不同的热、化学暴露等条件,因此这些部分的物理结构和组成会从原始热电偶线发生变化。由于给定温差所产生的热电动势对导线的化学和冶金性能的变化很敏感,所以在相同的条件下,使用过的探头所产生的总电动势可能不同于其他相同的新探头。在可观察的时间内,这些变化通常很小(通常小到可以忽略不计)。但在不利的条件下,有可能实现大的漂移速度迅速。为了实现长期可靠的热电偶寿命,通常的策略是在最高温度下舒适地操作设备,并为其提供尽可能干净的工作环境。外壳,例如护套、保护管和温度计套管,是控制热电偶本身周围环境的常用方法。

常见故障
保护管,护套,甚至温度计套管,可能会由于腐蚀或机械损坏而失效。过程可以越过温度,并将热元件暴露在比预期更高的温度下。如果控制过程的传感器在其输出中漂移较低,则响应其控制器的过程可能会因此被迫接受高于预期温度的温度。贱金属组件容易受到多种化学剂的侵蚀。它们也会因不利的操作条件而改变。根据供应,优质的贵金属热电偶丝杂质含量非常低。因此,它容易受到污染,从而影响其热电性能。铂对游离硅的存在特别敏感,它可以与游离硅结合形成共晶合金,在正常使用温度或低于正常使用温度时熔化。贵重金属组件的高纯度绝缘体和保护管,以及在处理时注意清洁,因此有助于防止这种情况的发生。人为错误也可能是一个促成因素。控制可能设置不正确,连接可能不正确,响应操作条件可能不适当的动作

故障排除
要评估问题,请检查系统性能是否合理
控件中的更改是否产生逻辑结果?产品怎么样?它的条件是否与仪器显示的相符?


如何测试使用过的热电偶
首先,将可疑的热电偶从服务中移除并在另一个地方进行“测试”并不总是可行的。一旦设备被使用,意味着它可能不再是同质的。对不均匀热电偶施加不同的温度梯度,即使只有细微的不同,也会导致不同的输出和读数。重新校准一个使用过的热电偶肯定会产生一个“数字”,但这个数字可能在热电偶的使用地方是没有意义的。评估使用过的热电偶的最佳方法是“探测”位置,将一个具有已知输出的新热电偶放置在操作过程中的可疑热电偶旁边,并比较读数。如果同时有两个传感器是不现实的。移除可疑的探针,用另一个已知的好探针替换它。然后,只要好的探头与被移走的探头位于相同的位置,并且在交换过程中过程没有改变,就可以比较两个探头的读数。请注意,没有必要为这些测试保留和使用无限制的新探针。可以保留一些合适的替代设备,选择一个用于测试使用。下
一般情况下,热电偶漂移或退化是一个渐进的、非常缓慢的过程。因此,一个单一的替代探针可以多次用于探测一个过程,并被认为是可靠的重复测试。而且,当一个漂移的探头被发现时,测试探头可以简单地作为一个工作传感器留在原地,而下一个替代品成为测试设备。

系统测试
便携式温度指示器是诊断热电偶系统故障的一种有用仪器。许多这样的设备可以与两种或两种以上不同的热电偶类型一起工作,一些设备提供“输出”功能,将产生一个电子输出来模拟热电偶在任意温度下工作。在使用中,该仪器通常连接在被测试电路的电线上,在一些方便的接入点,如连接头。应注意确保保持正确的极性。我们在底片所在的地方使用ANSI颜色代码
总是红色的。在那里,可以监测和评估运行传感器的输出。或者,使用仪器的“输出”功能,可以将模拟的热电偶信号送回电路的永久指示器或控制器,以验证其余电路的正常运行。
当驱动一个信号返回仪器时,通常需要断开电路的一侧,以避免由于热电偶本身的低电阻而使便携式测试仪“负载”。热电偶电路中加长线路的部分也可以用便携式测试仪检查是否正确连接。被测试的部分应该与回路的其余部分电隔离,延伸线对的一端应该短接在一起。如果测试器连接到短对的另一端,测试器应该显示短对的近似温度。注意,如果延长对的两端恰好处于相同的温度,可能有必要对短端加热一点,并验证测试器正确地“看到”了温度变化。在此测试中,正在检查不正确、反向连接的可能性。
 
热电阻或热电偶: 热电偶和热电偶都是测定工艺温度的有用温度传感器。在其温度范围内,RTD温度传感器 比热电偶温度传感器具有更高的精度,因为铂是一种比大多数热电偶材料更稳定的材料。Rtd 还使用标准的仪表线连接到测量或控制设备,这可以降低整体安装成本。热电偶一般比 rtd 便宜。他们是更持久的高振动或机械冲击应用,可用于更高的温度。热电偶的尺寸可以比大多数 rtd温度传感器 更小,它们可以根据特定的应用形成。
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