La diferencia entre la resistencia térmica y el termopar

Las resistencias térmicas son los detectores de temperatura más utilizados en las zonas de temperatura media y baja. Sus características principales son la alta precisión de medición y el rendimiento estable. Entre ellas, las resistencias térmicas de platino tienen la mayor precisión de medición. No solo se usan ampliamente en la medición de la temperatura industrial, sino que también se convierten en instrumentos de referencia estándar.

A diferencia del principio de medición de temperatura de los termopares, las resistencias térmicas miden la temperatura en función del efecto térmico de las resistencias, es decir, la resistencia de la resistencia cambia con el cambio de temperatura. Por lo tanto, mientras se mida el cambio de resistencia de la resistencia térmica sensible a la temperatura, se puede medir la temperatura. En la actualidad, hay principalmente dos tipos de resistencias térmicas metálicas y termistores semiconductores. El valor de resistencia y la temperatura de las resistencias térmicas metálicas generalmente pueden expresarse mediante la siguiente relación aproximada, es decir, RT=RT 0 [1+ (tt 0)].

En la fórmula, RT es el valor de resistencia a la temperatura t; Rt {{0}} es el valor de resistencia correspondiente a la temperatura t0 (generalmente t 0=0 grado); es el coeficiente de temperatura. La relación entre el valor de resistencia y la temperatura de los termistores semiconductores es RT=AEB/T

En la fórmula, RT es el valor de resistencia a la temperatura t; A y B son constantes que dependen de la estructura del material semiconductor. En comparación, los termistores tienen un coeficiente de temperatura más grande y un valor de resistencia más alto a temperatura ambiente (generalmente por encima de varios miles de ohmios), pero su intercambiabilidad es pobre, su no linealidad es grave y su rango de medición de temperatura es solo aproximadamente -50 ~ 300 grados. Se usan ampliamente en la detección de temperatura y el control de los electrodomésticos y los automóviles. Las resistencias térmicas de metal son generalmente adecuadas para la medición de la temperatura en el rango de -200 ~ 500 grados. Se caracterizan por una medición precisa, buena estabilidad y un rendimiento confiable. Son ampliamente utilizados en el control de procesos.

Materiales de resistencia térmica La medición de la temperatura de la resistencia térmica se basa en la característica de que el valor de resistencia de los conductores metálicos aumenta con el aumento de la temperatura para medir la temperatura. Las resistencias térmicas están hechas principalmente de materiales metálicos puros. Actualmente, el platino y el cobre son los más utilizados. Además, el níquel, el manganeso y el rodio ahora se están utilizando para fabricar resistencias térmicas.

Tipos de resistencias térmicas

(1) Resistencias térmicas blindadas: las resistencias térmicas blindadas son cuerpos sólidos compuestos de elementos de detección de temperatura (cuerpos de resistencia), cables, materiales aislantes y carcasas de acero inoxidable. Su diámetro exterior es generalmente φ2 ~ φ8 mm, y el mínimo puede alcanzar φmm. En comparación con las resistencias térmicas ordinarias, tiene las siguientes ventajas: ① Tamaño pequeño, sin espacio de aire en el interior, retraso de medición pequeña en la inercia térmica; ② buenas propiedades mecánicas, resistencia a la vibración y resistencia al impacto; ③ puede ser doblado y fácil de instalar; ④ Larga vida útil.

(2) Resistencia térmica de precisión: la estructura y las características del elemento de detección de temperatura de la resistencia térmica (resistencia) comúnmente utilizada en la industria. A partir del principio de medición de temperatura de las resistencias térmicas, se puede ver que el cambio de la temperatura medida se mide directamente por el cambio del valor de resistencia de la resistencia térmica. Por lo tanto, el cambio de varias resistencias al cable, como el cable de plomo de la resistencia térmica, afectará la medición de la temperatura. Para eliminar la influencia de la resistencia al cable de plomo, generalmente se usa un sistema de tres hilos o cuatro hilos.

(3) Resistencia térmica de la cara final: el elemento de detección de temperatura de la resistencia térmica de la cara final se enrolla con alambre de resistencia especialmente tratado y está cerca de la cara final del termómetro. En comparación con las resistencias térmicas axiales generales, puede reflejar con mayor precisión y rápidamente la temperatura real de la cara final medida, y es adecuada para medir la temperatura de la cara final de los rodamientos y otras partes.

(4) Resistencia térmica de flamencoof: la explosión del gas explosivo mixto dentro de la carcasa de la resistencia térmica flamenceof se limita a la caja de unión a través de una estructura especial, de modo que la explosión causada por la influencia de chispas o arcos no se cause en el sitio de producción. Se pueden usar resistencias térmicas de flameproof para la medición de la temperatura en lugares de explosión-peligrosos en el área de nivel BLA ~ B3C.

Resistencias térmicas metálicas comúnmente utilizadas en la industria desde la perspectiva del cambio de resistencia con la temperatura, la mayoría de los conductores metálicos tienen esta propiedad, pero no todas ellas pueden usarse como resistencias térmicas que medían la temperatura. Los materiales metálicos utilizados como resistencias térmicas generalmente requieren: el coeficiente de temperatura más grande y estable como sea posible, una gran resistividad (reduciendo el tamaño del sensor en la misma sensibilidad), propiedades químicas y físicas estables dentro del rango de uso de temperatura, buena reproducibilidad del material y el valor de resistencia debe tener una relación de función de valor intermedio con cambio de temperatura (relación lineal).

Método de conexión de señal de resistencia térmica La resistencia térmica es un elemento primario que convierte el cambio de temperatura en el cambio de valor de resistencia. Por lo general, es necesario transmitir la señal de resistencia al dispositivo de control de la computadora u otro instrumento primario a través del cable de plomo.

En la actualidad, los materiales de resistencia térmica más utilizados son el platino y el cobre: ​​las resistencias de platino tienen una alta precisión, son adecuadas para medios neutros y oxidantes, tienen una buena estabilidad, tienen cierta no linealidad y cuanto mayor sea la temperatura, menor es la tasa de cambio de resistencia; Las resistencias de cobre tienen una relación lineal entre el valor de resistencia y la temperatura dentro del rango de medición de temperatura, tienen un gran número de línea de temperatura, son adecuados para medios no corrosivos y se oxidan fácilmente cuando la temperatura excede los 150.

Las resistencias térmicas industriales se instalan en el sitio de producción, y hay una cierta distancia entre ellas y la sala de control, por lo que los cables de las resistencias térmicas tendrán un mayor impacto en los resultados de la medición.

En la actualidad, hay tres formas principales de liderar la resistencia térmica. ○ 1 Sistema de dos hilos: Conectar un cable en cada extremo de la resistencia térmica para dirigir la señal de resistencia se llama sistema de dos hilos: este método de plomo es muy simple, pero dado que el cable de conexión debe tener una resistencia al plomo R, el tamaño de R está relacionado con el material y la longitud del cable, por lo que este método de plomo solo es adecuado para las ocasiones con baja tráfico de medición. ○ 2 Sistema de tres hilos: conectar un cable en un extremo de la raíz de la resistencia térmica y dos cables en el otro extremo se denominan sistema de tres hilos. Este método generalmente se usa junto con un puente, que puede eliminar mejor la influencia de la resistencia al plomo. Es la resistencia de plomo más utilizada en el control de procesos industriales. ○ 3 Sistema de cuatro hilos: la conexión de dos cables en cada extremo de la raíz de la resistencia térmica se denomina sistema de cuatro hilos, en el que dos cables proporcionan una corriente constante I para la resistencia térmica, se convierte en una señal de voltaje U, y luego conducen al instrumento secundario a través de los otros dos cables. Se puede ver que este método de plomo puede * eliminar la influencia de la resistencia al plomo, y se usa principalmente para la detección de temperatura de alta precisión.

La resistencia térmica adopta un método de conexión de tres hilos. El sistema de tres hilos se utiliza para eliminar el error de medición causado por la resistencia del cable de conexión. Esto se debe a que el circuito para medir termistores es generalmente un puente desequilibrado. Los termistores son una resistencia al brazo del puente, y sus cables de conexión (desde los termistores hasta la sala de control central) también se convierten en parte de la resistencia al brazo del puente. Esta parte de la resistencia es desconocida y cambia con la temperatura ambiente, causando errores de medición. Usando un sistema de tres hilos, un cable está conectado al extremo de la fuente de alimentación del puente, y los otros dos están conectados al brazo del puente donde se encuentra el termistor y el brazo del puente adyacente a él, eliminando así el error de medición causado por la resistencia de línea del cable.

En la industria, el método de conexión de tres hilos se usa generalmente. Los termopares generan señales de milivoltios y no tienen este problema. Composición del sistema de medición de temperatura de resistencia térmica

(1) El sistema de medición de temperatura de resistencia térmica generalmente está compuesto por una resistencia térmica, cables de conexión y un instrumento de visualización. Deben tenerse en cuenta los siguientes dos puntos:
① La resistencia térmica y el instrumento de visualización deben tener el mismo número de graduación
② Para eliminar la influencia del cambio en la resistencia del cable de conexión, se debe utilizar un método de conexión de tres hilos. Para más detalles, consulte el Capítulo 3 de este artículo.

(2) Resistencia térmica blindada La resistencia térmica blindada es un cuerpo sólido compuesto por un elemento de detección de temperatura (resistencia), alambre de plomo, material aislante y carcasa de acero inoxidable. Su diámetro exterior es generalmente φ2 ~ φ8 mm, y el mínimo puede alcanzar φmm. En comparación con las resistencias térmicas ordinarias, tiene las siguientes ventajas:
① Tamaño pequeño, sin espacio de aire en el interior, retraso de medición pequeña en la inercia térmica;
② buenas propiedades mecánicas, resistencia a la vibración y resistencia al impacto; ③ Se puede doblar para una fácil instalación ④ Larga vida útil.

(3) Resistencia térmica de la cara del extremo El elemento de detección de temperatura de resistencia térmica de la cara final se enrolla con alambre de resistencia especialmente tratado y está bien unido a la cara final del termómetro. En comparación con las resistencias térmicas axiales generales, puede reflejar con mayor precisión y rápidamente la temperatura real de la cara final medida, y es adecuada para medir la temperatura de la cara final de los rodamientos y otras partes.

(4) Resistencias térmicas de flamencof resistencias flamenciales de flamecoof usan una estructura especial de la caja de unión para aislar el gas explosivo mixto dentro de la cubierta de las chispas o arcos. La reparación del circuito del cuerpo de la resistencia inevitablemente cambiará la longitud del cable de resistencia y afectará el valor de resistencia. Por lo tanto, es mejor reemplazar el cuerpo de la resistencia con uno nuevo. Si se usa la soldadura para la reparación, debe calibrarse después de la soldadura antes de que pueda usarse.

La diferencia entre los termopares y las resistencias térmicas
Tanto los termopares como las resistencias térmicas pertenecen a la medición de la temperatura de contacto en la medición de la temperatura. Aunque tienen la misma función de medir la temperatura de un objeto, sus principios y características son diferentes.

Primero, introduzcamos termopares. Los termopares son los dispositivos de temperatura más utilizados en la medición de la temperatura. Sus características principales son el amplio rango de medición, el rendimiento relativamente estable, la estructura simple, la buena respuesta dinámica y la capacidad de transmitir las señales eléctricas 4-20 mA de forma remota, lo que es conveniente para el control automático y el control centralizado. El principio de medición de temperatura de los termopares se basa en el efecto termoeléctrico. Cuando dos conductores o semiconductores diferentes están conectados a un circuito cerrado, cuando las temperaturas en las dos uniones son diferentes, se generará un potencial termoeléctrico en el bucle. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico, también conocido como el efecto Seebeck. El potencial termoeléctrico generado en un circuito cerrado consta de dos potenciales: potencial de diferencia de temperatura y potencial de contacto. El potencial termoeléctrico se refiere al potencial generado por los dos extremos del mismo conductor debido a diferentes temperaturas. Diferentes conductores tienen diferentes densidades de electrones, por lo que los potenciales que generan también son diferentes. Como su nombre indica, el potencial de contacto se refiere al potencial formado cuando dos conductores diferentes están en contacto porque sus densidades de electrones son diferentes, por lo que se genera una cierta cantidad de difusión de electrones. Cuando alcanzan un cierto equilibrio, el tamaño del potencial de contacto depende de las propiedades del material de los dos conductores diferentes y la temperatura de sus puntos de contacto. Los termopares utilizados actualmente en el mercado tienen una especificación estándar, que estipula que los termopares se dividen en ocho divisiones diferentes, a saber, B, R, S, K, N, E, J y T. La temperatura más baja que pueden medir es menos de 270 grados Celsius y el más alto es 1800 grados Celsius. Entre ellos, B, R y S pertenecen a la serie de termopares de platino. Dado que el platino es un metal precioso, también se llaman termopares de metales preciosos, y los restantes se llaman termopares de metal barato.

Hay dos estructuras de termopares, tipo ordinario y tipo blindado. Los termopares ordinarios generalmente se componen de termopares, tubos aislantes, mangas protectoras y cajas de unión, mientras que los termopares blindados son una combinación sólida de alambres de termopar, materiales aislantes y mangas protectoras metálicas ensambladas y estiradas. Sin embargo, la señal eléctrica del termopar requiere un cable especial para transmitir, que llamamos un cable de compensación. Diferentes termopares requieren diferentes cables de compensación, cuya función principal es conectarse con el termopar, de modo que el extremo de referencia del termopar esté lejos de la fuente de alimentación, de modo que la temperatura del extremo de referencia sea estable.

Los cables de compensación se dividen en tipo de compensación y tipo de extensión. La composición química del cable de extensión es la misma que la del termopar compensado, pero en la práctica, el cable de extensión no está hecho del mismo metal que el termopar. Generalmente se reemplaza por un cable con la misma densidad de electrones que el termopar. La conexión entre el cable de compensación y el termopar generalmente es muy clara. El polo positivo del termopar está conectado al cable rojo del cable de compensación, y el polo negativo está conectado al color restante. La mayoría de los cables de compensación general están hechos de aleación de cobre-níquel.

En segundo lugar, presentemos la resistencia térmica. Aunque la resistencia térmica se usa ampliamente en la industria, su aplicación se limita a cierta medida debido a su rango de medición de temperatura. El principio de medición de temperatura de la resistencia térmica se basa en la característica de que el valor de resistencia del conductor o semiconductor cambia con la temperatura. Tiene muchas ventajas, como la transmisión remota de señales eléctricas, alta sensibilidad, fuerte estabilidad, buena intercambiabilidad y precisión, pero requiere excitación de energía y no puede medir los cambios de temperatura al instante. Las resistencias térmicas industriales generalmente usan PT100, PT10, CU50, CU100. El rango de medición de temperatura de las resistencias térmicas de platino es generalmente menos 200-800 grados centígrados, y el de las resistencias térmicas de cobre es menos 40 a 140 grados centígrados. Las resistencias térmicas se clasifican en los mismos tipos que los termopares, pero no requieren cables de compensación y son más baratos que las parejas térmicas.