测温元件的常见类型与应用

胡诗文

（成都石室中学（北湖校区）610052）

测温元件的常见类型与应用

胡诗文

（成都石室中学（北湖校区）610052）

测温元件在工业中有着广泛的应用，常用的测温元件包括热电偶与热电阻两种类型，其特点与性能各有不同。本文主要针对热电偶与热电阻的测温性能与应用进行分析。

测温元件；常见类型；应用

温度作为衡量事物冷热标准的物理量，一直在科学研究和工业生产中起着不可忽视的作用。随着科技的发展，测温元件的出现使得测量温度变得更加容易。笔者通过对测温元件的研究，对其测温原理进行详细介绍，并且针对测温元件在工业生产中的应用，分析测温元件的选取和故障，探讨保证测温元件正常工作的策略。

1 测温元件

温度作为一个最常见的热工参数，在许多物理现象和化学实验当中都能够看见它的身影，只有将温度控制在一定范围内才能确保实验和物理现象的正常进行。所以温度的测量一直是保证产品生产和质量的重要操作。温度实际上是一个抽象概念，无法进行直接测量，只能借助物体之间的冷热变化实现热传递以及物质的在不同温度下的特性进行测量。利用热平衡原理，通过一个物体与被测物体的接触来实现温度的测量，当两者之间的温度相同时，通过对物体的温度测量来确定被测物体的温度。本文将着重对热电偶、热电阻等测温元件的测温原理和应用进行描述，让读者加以了解。

2 热电偶的原理与应用

2.1 热电偶的原理和优点

热电偶是通过将两种不同的材料（导体或者半导体）以焊接的方式连接起来，达到一个循环的完整，当两种材料之间存在温度变化时，这个完整的回路将会产生电动式，根据制作材料的差异，产生电动势的大小也有所区别。根据温度差形成电动势差，产生微弱的电流，最终实现热电偶测量温度的目的。

以热电偶作为测温元件测量温度，由于热电偶自身组成一个整体，与被测物体直接接触，因此，不会出现中间介质传递温度产生损耗的状况，测量准确度很高。而且热电偶的制作材料可以自由选择，能够测量温度范围较大的物体。此外，热电偶仅仅需要将两种材料进行焊接，一般是金属丝，不会因为大小和开头造成限制，外部有保护套管，制作简单，使用也十分方便。

2.2 热电偶的结构和应用

市面上最常见的热电偶可以分为标准和非标准两大类，标准热电偶一般标有S、B、E、K、R、J、T的分度号。热电偶的制作要求要满足，组成热电偶的两种材料必须焊接牢固，保证良好的绝缘性，避免出现短路，补偿导线与热电偶之间的连接要简单可靠，外部要有保护套管实现隔离等等。热电偶的应用过程中，由于制作材料昂贵，而测温点与仪器之间的距离相对较远，为了节约成本和材料，一般在测量过程中使用补偿导线将热电偶冷端延伸到温度稳定的区域，然后在连接在一起，而且在测量过程中需要进行冷端补偿。在选择补偿导线时，必须要选取与热电偶型号相同、极性相同得导线，连接要牢固，绝缘性能要好，避免出现短路。

2.3 热电阻的应用原理

根据物理学研究，金属的电阻值会随着温度的变化产生变化，热电阻测温元件就是依照这一原理进行测量的。热电阻的受热部分是用细金属丝缠绕在绝缘材料上，当被测物体有温度差的时候，热电阻元件测量的温度是介质层的平均温度。它有着测量精度高、性能稳定的特点。其中以铂金制作的测量元件精度最高。

2.4 热电阻的结构特点和应用

热电阻测量元件一般是由电阻体、导线组成。铠装热点则则是有由电阻金属、绝缘材料、导线和套管构成。它的特性十分优异，体积小，内部无空气隙，热响应时间快，测量滞后小；机械性能好，耐震、抗压强，易弯曲，安装方便，使用时间长等等。热电阻在正常使用过程中，由于导线中也是有电阻存在的，影响测量精度，因此需要采用三线制来削弱导线对测量的影响。想要提高热电阻的测量准确度，可以使用四线制来降低线路对于测量的影响。热电阻可以用于测量-200～600℃范围的物体温度，避免断路。

3 热电阻的应用

热电阻是工业中常用的温度检测器，有着性能稳定、测量精度高的优势，其中精度最高的就是铂热电阻，不仅应用在工业测温中，也被制作为基准仪。热电阻多采用纯技术材料制作而成，应用最多的就是铂与铜，目前，镍、锰、铑等材料也开始应用到了热电阻的制作中，各种材料的热电阻性能不同。热电阻的类型不同，结构也存在差异，精通型热电阻主要采用三线制或者四线制，铠装热电阻则由绝缘材料、引线、电阻体，不锈钢套管组成，与普通热电阻相比，该种热电阻体积小、机械性能好、能弯曲、抗冲击、使用寿命长。隔爆型热电阻：通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla～B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。

4 结语

对于测温元件的维护工作时，时常会发现测量仪器的读数不稳定或者指示值低的情况，遇到这种情况，我们应该对测量元件进行拆卸，检查保护管内是否有灰尘、水汽、是否松动，而且可以使用万用表测试元件是否出现短路、短路的情况，并且及时修复。目前对于测温元件的研究还有待完善，未来的发展主要是以开发新型测温元件以及强化现有测温元件为主，这些都需要国家在这一方面加以扶持，推行政策鼓励测温元件的研发工作，尽快实现测温元件的现代化水平，推动行业发展。

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1004-7344（2016）30-0294-01

2016-10-2