La différence entre la résistance thermique et le thermocouple

Les résistances thermiques sont les détecteurs de température les plus couramment utilisés dans les zones de température moyenne et basse. Ses principales caractéristiques sont une précision de mesure élevée et des performances stables. Parmi eux, les résistances thermiques en platine ont la précision de mesure la plus élevée. Ils sont non seulement largement utilisés dans la mesure de la température industrielle, mais également transformés en instruments de référence standard.

Contrairement au principe de mesure de la température des thermocouples, les résistances thermiques mesurent la température basée sur l'effet thermique des résistances, c'est-à-dire la résistance de la résistance change avec le changement de température. Par conséquent, tant que le changement de résistance de la résistance thermique sensible à la température est mesuré, la température peut être mesurée. À l'heure actuelle, il existe principalement deux types de résistances thermiques métalliques et des thermistances semi-conductrices. La valeur de résistance et la température des résistances thermiques métalliques peuvent généralement être exprimées par la relation approximative suivante, c'est-à-dire RT=RT 0 [1+ (TT 0)].

Dans la formule, RT est la valeur de résistance à la température T; Rt {{0}} est la valeur de résistance correspondante à la température t0 (généralement t 0=0 degré); est le coefficient de température. La relation entre la valeur de résistance et la température des thermistances semi-conductrices est RT=AEB / T

Dans la formule, RT est la valeur de résistance à la température T; A et B sont des constantes en fonction de la structure du matériau semi-conducteur. En comparaison, les thermistances ont un coefficient de température plus important et une valeur de résistance plus élevée à température ambiante (généralement supérieure à plusieurs milliers d'ohms), mais leur interchangeabilité est mauvaise, leur non-linéarité est grave et leur plage de mesure de la température n'est que d'environ -50 ~ 300 degrés. Ils sont largement utilisés dans la détection et le contrôle de la température des appareils électroménagers et des automobiles. Les résistances thermiques métalliques conviennent généralement à la mesure de la température dans la plage de -200 ~ 500 degrés. Ils se caractérisent par une mesure précise, une bonne stabilité et des performances fiables. Ils sont largement utilisés dans le contrôle des processus.

Matériaux de résistance thermique La mesure de la température de la résistance thermique est basée sur la caractéristique que la valeur de résistance des conducteurs métalliques augmente avec l'augmentation de la température pour mesurer la température. Les résistances thermiques sont principalement faites de matériaux en métal pur. Actuellement, le platine et le cuivre sont les plus utilisés. De plus, le nickel, le manganèse et le rhodium sont maintenant utilisés pour fabriquer des résistances thermiques.

Types de résistances thermiques

(1) Résistances thermiques blindées: les résistances thermiques blindées sont des corps solides composés d'éléments de détection de température (corps de résistance), de plombs, de matériaux isolants et de boîtiers en acier inoxydable. Leur diamètre extérieur est généralement φ2 ~ φ8mm, et le minimum peut atteindre φmm. Par rapport aux résistances thermiques ordinaires, il présente les avantages suivants: ① Petite taille, pas d'espace d'air à l'intérieur, petit décalage de mesure dans l'inertie thermique; ② Bonnes propriétés mécaniques, résistance aux vibrations et résistance à l'impact; ③ peut être plié et facile à installer; ④ Longue durée de vie.

(2) Résistance thermique de précision: la structure et les caractéristiques de l'élément de détection de la température de résistance thermique (résistance) couramment utilisé dans l'industrie. À partir du principe de mesure de la température des résistances thermiques, on peut voir que la variation de la température mesurée est directement mesurée par le changement de la valeur de résistance de la résistance thermique. Par conséquent, le changement de diverses résistances du fil tels que le fil de plomb de la résistance thermique affectera la mesure de la température. Afin d'éliminer l'influence de la résistance au fil du plomb, un système à trois fils ou à quatre fils est généralement utilisé.

(3) Face finale Thermal Resistor: L'élément de détection de la température de résistance thermique de face finale est enroulée avec un fil de résistance spécialement traité et est proche de la face finale du thermomètre. Par rapport aux résistances thermiques axiales générales, il peut refléter plus précisément et plus rapidement la température réelle de la face d'extrémité mesurée et convient pour mesurer la température de la face finale des roulements et d'autres pièces.

(4) Résistance thermique à flammes: l'explosion du gaz mixte explosif à l'intérieur de la coquille de la résistance thermique à la flambée se limite à la boîte de jonction par une structure spéciale, de sorte que l'explosion causée par l'influence des étincelles ou des arcs ne sera pas causée au site de production. Les résistances thermiques à flammes peuvent être utilisées pour la mesure de la température dans des endroits nacrés dans la zone de niveau Bla ~ B3C.

Des résistances thermiques métalliques couramment utilisées dans l'industrie du point de vue du changement de résistance avec la température, la plupart des conducteurs métalliques ont cette propriété, mais toutes ne peuvent pas être utilisées comme résistances thermiques à mesurer la température. Les matériaux métalliques utilisés comme résistances thermiques nécessitent généralement: le plus grand coefficient de température stable et stable que possible, la grande résistivité (réduisant la taille du capteur à la même sensibilité), les propriétés chimiques et physiques stables dans la plage de température d'utilisation, la bonne reproductibilité des matériaux et la valeur de résistance doivent avoir une relation de fonction de valeur intermédiaire avec le changement de température (relation linéaire).

Méthode de connexion du signal de résistance thermique La résistance thermique est un élément principal qui convertit le changement de température en changement de valeur de résistance. Il est généralement nécessaire de transmettre le signal de résistance au dispositif de contrôle de l'ordinateur ou à un autre instrument principal à travers le fil de plomb.

À l'heure actuelle, les matériaux de résistance thermique les plus utilisés sont le platine et le cuivre: les résistances en platine ont une haute précision, conviennent aux milieux neutres et oxydants, ont une bonne stabilité, ont une certaine non-linéarité et plus la température est élevée, plus le taux de changement de résistance est petit; Les résistances en cuivre ont une relation linéaire entre la valeur de la résistance et la température dans la plage de mesure de la température, ont un grand nombre de lignes de température, conviennent aux milieux non corrosifs et sont facilement oxydés lorsque la température dépasse 150.

Des résistances thermiques industrielles sont installées sur le site de production, et il y a une certaine distance entre eux et la salle de contrôle, de sorte que les fils des résistances thermiques auront un impact plus important sur les résultats de mesure.

À l'heure actuelle, il existe trois façons principales de diriger la résistance thermique. ○ 1 Système à deux fils: La connexion d'un fil à chaque extrémité de la résistance thermique pour entraîner le signal de résistance est appelée système à deux fils: cette méthode de plomb est très simple, mais comme le fil de connexion doit avoir une résistance au plomb R, la taille de R est liée à la matériau et à la longueur du fil, de sorte que cette méthode de plomb ne convient que pour des occasions avec une faible précision de mesure. ○ 2 Système à trois fils: la connexion d'un fil à une extrémité de la racine de la résistance thermique et deux fils à l'autre extrémité est appelé système à trois fils. Cette méthode est généralement utilisée en conjonction avec un pont, qui peut mieux éliminer l'influence de la résistance au plomb. Il s'agit de la résistance au plomb la plus couramment utilisée dans le contrôle des processus industriels. ○ 3 Système à quatre fils: la connexion de deux fils à chaque extrémité de la racine de la résistance thermique est appelée un système à quatre fils, dans lequel deux fils fournissent un courant constant I pour la résistance thermique, convertissent R en un signal de tension u, puis le plomb U à l'instrument secondaire à travers les deux autres pistes. On peut voir que cette méthode de plomb peut * éliminer l'influence de la résistance au plomb et est principalement utilisée pour la détection de température à haute précision.

La résistance thermique adopte une méthode de connexion à trois fils. Le système à trois fils est utilisé pour éliminer l'erreur de mesure causée par la résistance du fil de connexion. En effet, le circuit de mesure des thermistances est généralement un pont déséquilibré. Les thermistances sont une résistance au bras de pont et leurs fils de connexion (des thermistances à la salle de contrôle centrale) font également partie de la résistance au bras du pont. Cette partie de la résistance est inconnue et change avec la température ambiante, provoquant des erreurs de mesure. À l'aide d'un système à trois fils, un fil est connecté à l'extrémité d'alimentation du pont, et les deux autres sont connectés au bras de pont où se trouve la thermistance et le bras de pont adjacent, éliminant ainsi l'erreur de mesure causée par la résistance à la ligne du fil.

Dans l'industrie, la méthode de connexion à trois fils est généralement utilisée. Les thermocouples génèrent des signaux Millivolt et n'ont pas ce problème. Composition du système de mesure de la température de la résistance thermique

(1) Le système de mesure de la température de la résistance thermique est généralement composé d'une résistance thermique, de fils de connexion et d'un instrument d'affichage. Les deux points suivants doivent être notés:
① La résistance thermique et l'instrument d'affichage doivent avoir le même numéro de graduation
② Afin d'éliminer l'influence du changement dans la résistance du fil de connexion, une méthode de connexion à trois fils doit être utilisée. Pour plus de détails, veuillez vous référer au chapitre 3 de cet article.

(2) Résistance thermique blindé La résistance thermique blindé est un corps solide composé d'un élément de détection de température (résistance), d'un fil de plomb, d'un matériau isolant et d'un boîtier en acier inoxydable. Son diamètre extérieur est généralement φ2 ~ φ8mm, et le minimum peut atteindre φmm. Par rapport aux résistances thermiques ordinaires, il présente les avantages suivants:
① Petite taille, pas d'espace d'air à l'intérieur, petit retard de mesure dans l'inertie thermique;
② Bonnes propriétés mécaniques, résistance aux vibrations et résistance à l'impact; ③ peut être plié pour une installation facile ④ une durée de vie longue.

(3) Résistance thermique de la face finale La face thermique de la face thermique de l'élément de détection de température thermique est enroulée avec un fil de résistance spécialement traité et est étroitement attachée à la face finale du thermomètre. Par rapport aux résistances thermiques axiales générales, il peut refléter plus précisément et plus rapidement la température réelle de la face d'extrémité mesurée et convient pour mesurer la température de la face finale des roulements et d'autres pièces.

(4) Résistations thermiques des flammes flammes Les résistances thermiques flammes utilisent une structure spéciale de la boîte de jonction pour isoler le gaz mixte explosif à l'intérieur de la coquille des étincelles ou des arcs. La réparation du circuit du corps de la résistance modifiera inévitablement la longueur du fil de résistance et affectera la valeur de résistance. Par conséquent, il est préférable de remplacer le corps de la résistance par un nouveau. Si le soudage est utilisé pour la réparation, il doit être calibré après le soudage avant de pouvoir être utilisé.

La différence entre les thermocouples et les résistances thermiques
Les thermocouples et les résistances thermiques appartiennent à la mesure de la température de contact dans la mesure de la température. Bien qu'ils aient la même fonction de mesure de la température d'un objet, leurs principes et caractéristiques sont différents.

Tout d'abord, introduisons les thermocouples. Les thermocouples sont les dispositifs de température les plus utilisés dans la mesure de la température. Leurs principales caractéristiques sont une large plage de mesure, des performances relativement stables, une structure simple, une bonne réponse dynamique et la capacité de transmettre à distance 4-20 MA, ce qui est pratique pour le contrôle automatique et le contrôle centralisé. Le principe de mesure de la température des thermocouples est basé sur l'effet thermoélectrique. Lorsque deux conducteurs ou semi-conducteurs différents sont connectés à une boucle fermée, lorsque les températures aux deux jonctions sont différentes, un potentiel thermoélectrique sera généré dans la boucle. Ce phénomène est appelé l'effet thermoélectrique, également connu sous le nom d'effet Seebeck. Le potentiel thermoélectrique généré dans une boucle fermée se compose de deux potentiels: potentiel de différence de température et potentiel de contact. Le potentiel thermoélectrique fait référence au potentiel généré par les deux extrémités du même conducteur en raison de températures différentes. Différents conducteurs ont des densités électroniques différentes, donc les potentiels qu'ils génèrent sont également différents. Comme son nom l'indique, le potentiel de contact fait référence au potentiel formé lorsque deux conducteurs différents sont en contact car leurs densités d'électrons sont différentes, donc une certaine quantité de diffusion d'électrons est générée. Lorsqu'ils atteignent un certain équilibre, la taille du potentiel de contact dépend des propriétés du matériau des deux conducteurs différents et de la température de leurs points de contact. Les thermocouples actuellement utilisés sur le marché ont une spécification standard, qui stipule que les thermocouples sont divisés en huit divisions différentes, à savoir B, R, S, K, N, E, J et T. La température la plus basse qu'ils peuvent mesurer est moins 270 degrés Celsius et le plus élevé est à 1800 degrés Celsius. Parmi eux, B, R et S appartiennent à la série de thermocouples platine. Étant donné que le platine est un métal précieux, ils sont également appelés thermocouples métalliques précieux et les autres sont appelés thermocouples métalliques bon marché.

Il existe deux structures de thermocouples, de type ordinaire et de type blindé. Les thermocouples ordinaires sont généralement composés de thermocouples, de tubes isolants, de manches de protection et de boîtes à jonction, tandis que les thermocouples blindés sont une combinaison solide de fils de thermocouple, de matériaux isolants et de manches de protection métalliques assemblées et étirées. Cependant, le signal électrique du thermocouple nécessite un fil spécial pour transmettre, que nous appelons un fil de compensation. Différents thermocouples nécessitent différents fils de compensation, dont la fonction principale est de se connecter avec le thermocouple, de sorte que l'extrémité de référence du thermocouple est loin de l'alimentation, de sorte que la température de l'extrémité de référence est stable.

Les fils de compensation sont divisés en type de compensation et type d'extension. La composition chimique du fil d'extension est la même que celle du thermocouple compensé, mais en pratique, le fil d'extension n'est pas fait du même métal que le thermocouple. Il est généralement remplacé par un fil par la même densité électronique que le thermocouple. La connexion entre le fil de compensation et le thermocouple est généralement très claire. Le pôle positif du thermocouple est connecté au fil rouge du fil de compensation et le pôle négatif est connecté à la couleur restante. La plupart des fils de compensation générale sont en alliage de nickel cuivre.

Deuxièmement, introduisons la résistance thermique. Bien que la résistance thermique soit largement utilisée dans l'industrie, son application est limitée dans une certaine mesure en raison de sa plage de mesure de la température. Le principe de mesure de la température de la résistance thermique est basé sur la caractéristique que la valeur de résistance du conducteur ou du semi-conducteur change avec la température. Il présente de nombreux avantages, tels que la transmission à distance des signaux électriques, une sensibilité élevée, une forte stabilité, une bonne interchangeabilité et une précision, mais il nécessite une excitation de puissance et ne peut pas mesurer les changements de température instantanément. Les résistances thermiques industrielles utilisent généralement PT100, PT10, CU50, CU100. La plage de mesure de température des résistances thermiques en platine est généralement moins 200-800 degrés Celsius, et celle des résistances thermiques en cuivre est moins 40 à 140 degrés Celsius. Les résistances thermiques sont classées dans les mêmes types que les thermocouples, mais ils ne nécessitent pas de fils de compensation et sont moins chers que les couples thermiques.