Cách chọn cặp nhiệt điện và điện trở nhiệt

Đầu tiên, hãy để tôi giới thiệu cặp nhiệt điện. Cặp nhiệt điện là thiết bị nhiệt độ được sử dụng rộng rãi nhất trong đo nhiệt độ. Các tính năng chính của nó là phạm vi đo rộng, hiệu suất tương đối ổn định, cấu trúc đơn giản, phản ứng động tốt và khả năng chuyển đổi mô hình nhiệt độ thành truyền từ xa phổ quát 4-20 Ma tín hiệu điện thông qua máy phát nhiệt độ, thuận tiện cho điều khiển tự động và điều khiển tập trung.
Nguyên tắc đo nhiệt độ của cặp nhiệt điện dựa trên hiệu ứng nhiệt điện. Khi hai dây dẫn hoặc chất bán dẫn khác nhau được kết nối thành một vòng kín, khi nhiệt độ ở hai điểm nối là khác nhau, tiềm năng nhiệt điện sẽ được tạo ra trong vòng lặp. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng nhiệt điện, còn được gọi là hiệu ứng Seebeck.
Tiềm năng nhiệt điện được tạo ra trong vòng kín bao gồm hai tiềm năng: tiềm năng nhiệt điện và tiềm năng tiếp xúc. Tiềm năng nhiệt điện đề cập đến tiềm năng được tạo ra bởi hai đầu của cùng một dây dẫn do nhiệt độ khác nhau. Các dây dẫn khác nhau có mật độ electron khác nhau, vì vậy tiềm năng chúng tạo ra cũng khác nhau. Như tên cho thấy, tiềm năng liên lạc đề cập đến tiềm năng được hình thành khi hai dây dẫn khác nhau tiếp xúc vì mật độ electron khác nhau của chúng. Khi chúng đạt đến một sự cân bằng nhất định, một lượng khuếch tán electron nhất định được tạo ra. Kích thước của tiềm năng tiếp xúc phụ thuộc vào tính chất vật liệu của hai dây dẫn khác nhau và nhiệt độ của các điểm tiếp xúc của chúng.
Hiện tại, các cặp nhiệt điện được sử dụng quốc tế có một đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn. Các quy định quốc tế quy định rằng các cặp nhiệt điện được chia thành 11 bộ phận khác nhau, cụ thể là J, K, T, E, N, R, S, B, G, C, và D. Nhiệt độ thấp nhất có thể được đo ở mức âm 270 độ C, có thể đạt tới 1800 độ C, Celsius. Trong số đó, R, S, B, G, C và D thuộc về các kim loại quý, vì vậy chúng còn được gọi là cặp nhiệt điện kim loại quý, và những cái còn lại được gọi là cặp nhiệt điện kim loại giá rẻ.
Có hai cấu trúc phổ biến của cặp nhiệt điện, loại lắp ráp và loại bọc thép. Các cặp nhiệt độ lắp ráp thường bao gồm các cặp nhiệt điện, ống cách điện, tay áo bảo vệ và hộp nối, trong khi cặp nhiệt bọc thép là sự kết hợp chắc chắn của dây nhiệt, vật liệu cách điện và tay áo bảo vệ kim loại được lắp ráp và kéo dài.
Tuy nhiên, tín hiệu điện của cặp nhiệt điện yêu cầu một dây đặc biệt để truyền, chúng tôi gọi là dây bù cặp nhiệt điện. Các cặp nhiệt điện khác nhau yêu cầu các dây bù khác nhau, có chức năng chính là kết nối với cặp nhiệt điện và giữ đầu tham chiếu của cặp nhiệt điện (thường được gọi là đầu lạnh ở Trung Quốc) khỏi khu vực đo nhiệt độ, do đó nhiệt độ của đầu tham chiếu ổn định. Dây bồi thường được chia thành loại bù và loại mở rộng. Thành phần hóa học của dây mở rộng giống như của cặp nhiệt điện được bù, nhưng trong thực tế, dây mở rộng không nhất thiết phải được làm bằng kim loại giống như cặp nhiệt điện. Nó thường được thay thế bằng một dây có cùng điện thế nhiệt điện với cặp nhiệt điện.
Kết nối giữa dây bù và cặp nhiệt điện rất đơn giản và rõ ràng, và có thể được kết nối với đầu nối cặp nhiệt độ chuyên nghiệp. Hầu hết các dây bồi thường chung được làm bằng hợp kim đồng.

Tiếp theo, hãy giới thiệu các điện trở nhiệt. Mặc dù các điện trở nhiệt được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, ứng dụng của chúng bị giới hạn ở một mức độ nhất định do phạm vi đo nhiệt độ của chúng. Nguyên tắc đo nhiệt độ của các điện trở nhiệt dựa trên đặc tính là giá trị điện trở của dây dẫn hoặc chất bán dẫn thay đổi theo nhiệt độ.

Nó có nhiều lợi thế, và cũng có thể truyền tín hiệu điện từ xa, với độ nhạy cao, độ ổn định mạnh, khả năng thay thế tốt và độ chính xác, nhưng nó đòi hỏi sự kích thích năng lượng và không thể đo lường thay đổi nhiệt độ ngay lập tức.
Các điện trở nhiệt công nghiệp thường sử dụng PT100, PT10, CU50, CU100 và cũng có PT1000 và PT200 mới nổi.

Phạm vi đo nhiệt độ của các điện trở nhiệt bạch kim thường trừ đi từ 200 đến 800 độ C, và các điện trở đồng thường trừ đi từ 40 đến 140 độ C. Nói chung, đơn giá của các điện trở nhiệt thành phẩm đắt hơn so với các cặp nhiệt điện và độ ổn định dài hạn của chúng không tốt bằng cặp nhiệt điện.