温度测量：热电偶和热电阻的区别，你都知道吗？电气基础知识！

一，热电阻和热电偶的测量原理。

1、热电偶的测量原理。

热电偶工作原理是基于赛贝克（seeback）效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。

热电偶由两根不同导线（热电极）组成，它们的一端是互相焊接的，形成热电偶的测量端（也称工作端）。将它插入待测温度的介质中；而热电偶的另一端（参比端或自由端）则与显示仪表相连。如果热电偶的测量端与参比端存在温度差，则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。

2。热电阻的测量原理

热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上或通过激光溅射工艺在基片形成。当被测介质有温度梯度时，则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。

二，热电偶和热电阻的二次侧测量表性能比较。

1，热电偶测量温度的基本原理是热电效应。二次表是一个检伏计或为了提高精度时使用电子电位差计等。

2，电阻是基于导体和半导体的电阻值随温度而变化的特性而工作的,二次表是一个不平衡电桥。

三，热电偶和热电阻的基本线制。

1，由热电偶测温原理可知,只有在其冷端温度恒定时,被测温度才与热电势成单值函数关系。在实际使用中,就用一种热电特性与相应热电偶特性相似的廉价的连接导线(也称为补偿导线),使热电偶冷端引伸到温度相对恒定的地方(最好为0度),如用铜--康铜做补偿导线来引申镍铬---镍硅热电阻。因此,热电偶到二次表延长线是两根。

2，热电阻 与二次表之间是用铜导线连接的,为了减小环境变化引起的测量误差,一般均采用三线制接法 ,其中有两根导线将热电阻串联于相邻的两个桥臂上,另一根导线是引来电源。

在实际应用中，热电阻一般用三芯铜导线，用于去除导线的电阻值的影响。

热电偶使用两芯专用补偿导线，用于去除热电偶现场温度的影响。

四，热电阻和热电偶的基本选择。

1，根据测温范围选择 ：

500℃以上一般选择热电偶，500℃以下一般选择热电阻；

2，根据测量精度选择 ：

对精度要求较高选择热电阻，对精度要求不高选择热电偶；

3，根据测量范围选择：

热电偶所测量的一般指“点"温，热电阻所测量的一般指空间平均温度。

五，热电阻和热电偶的重点区别 。

热电偶是一种测温度的传感器，与热电阻一样都是温度传感器。

1、信号的性质。

热电阻本身是电阻，温度的变化，使电阻产生正的或者是负的阻值变化；

而热电偶测量过程，是产生感应电压的变化，他随温度的改变而改变。

2、两种传感器检测的温度范围不一样。

热电阻一般检测0-150度温度范围，最高测量范围可达600度左右（当然可以检测负温度）。

热电偶可检测0-1000度的温度范围（甚至更高）所以，前者是低温检测，后者是高温检测。

3、从材料上 分。

热电阻是一种金属材料，具有温度敏感变化的金属材料，

热电偶是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。

4、PLC对应的热电阻和热电偶的输入模块也是不一样的，这句话是没问题，但一般PLC都直接接入4～20ma信号，而热电阻和热电偶一般都带有变送器才接入PLC。要是接入DCS的话就不必用变送器了！

热电阻是RTD信号，热电偶是TC信号！

5、PLC也有热电阻模块和热电偶模块，可直接输入电阻和电偶信号。

6，热电偶有J、T、N、K、S等型号，有比电阻贵的，也有比电阻便宜的，但是算上补偿导线，综合造价热电偶比较高了。

7，，测量信号的类型不同。

热电阻测量是电阻信号。 热电偶测量是电压信号

八，测温原理不同。

1，热电阻测温原理是根据导体（或半导体）的电阻随温度变化的性质来测量的，测量范围为负00~500度，常用的有铂电阻(Pt100、Pt10)、铜电阻Cu50（负50-150度）。

2，热电偶测温原理是基于热电效应来测量温度的，常用的有铂铑——铂（分度号S，测量范围0~1300度）、镍铬——镍硅（分度号K，测量范围0~900度）、镍铬——康铜（分度号E，测量范围0~600度）、铂铑30——铂铑6（分度号B，测量范围0~1600度）。

热电阻和热电偶都是我们在电力维修和运行维护中经常遇到的测温元器件，熟悉热电偶和热电阻的基本应用和区别是十分必要的。欢迎关注，一起交流学习电气电工知识。

温度传感器选型技巧：如何选择热电阻和热电偶传感器

前言

最常见的过程传感器测量是温度值的测量。热电阻和热电偶传感器广泛用于工业温度测量，如何为工业应用选择最适合的温度传感器？

温度测量是所有过程测量中的最大的组成部分之一，其准确性和可靠性通常会对设施的有效运行和安全产生重大影响。选择最合适的传感器类型，可以提高温度测量的准确性、可重复性和稳定性，并可以降低运营和维护成本。

工业设施内，90％以上甚至更多的温度监测都由热电阻（RTD）和热电偶（T/C）完成，这意味着在为各种应用选择最佳传感器时，每个具体细节，都可以帮助您做出最明智的决策。

除了各种热电阻和热电偶传感器外，还可选择不同的传感器结构类型：标准实心护套元件（图顶部和中部）或带有较短传感器封壳可以灵活调整长度的传感器（图下方），旨在加快响应、提供更好的振动弹性。图片来源：Moore 工业

热电阻传感器概览

温度范围：热电阻推荐的测量范围为-200℃至850℃。购买新传感器时，请告知供应商传感器的工作范围，以便其在该工作范围内选择最佳的材料和制造技术。

操作：热电阻的工作原理是金属元件的电阻随温度的升高而增加。

结构：常见的电阻材料有铂（Pt）、镍（Ni）和铜（Cu）。由于铂更稳定、线性度更好、测量温度范围更宽，因此它已成为当今的行业标准。虽然现有建筑物中仍然可见镍和铜热电阻的使用，但大多数新装置大都倾向于使用铂金。通常情况下，高纯度铂主要用于制造线绕设计（铂丝缠绕在基板线轴上）或薄膜设计（纯铂沉积在陶瓷基板上）的热电阻传感元件。由于目前使用的基板材料在高温下可以保持稳定，因此现在的热电阻可以在更高的温度下使用。

建议：在-40℃至850℃范围内使用薄膜传感器，在接近-200℃时使用线绕传感器。2 线、3 线或4 线热电阻：热电阻可以采用2 线，3 线和4 线结构。

建议：在允许的情况下，尽可能使用热电阻代替热电偶，以获得更好的精度、可重复性和稳定性。

只有当元件与周围的保护套绝缘/ 隔离时，热电阻才能正常工作。典型的绝缘材料是氧化镁或氧化铝。如果由于潮湿和污染而导致绝缘层损坏，则必须更换热电阻。由于热电阻必须绝缘，使用非隔离的测量电路可以节省成本。当闭合温度变送器未与热电阻一起使用时，热电阻通过铜线连接到测量电路。在准备选择热电阻时，需要注意的事项包括：

● 传感器名称暗示其在0 ℃ 时的电阻。例如：100ΩPt 热电阻在0 ℃ 时， 测量为100Ω ；500ΩPt 热电阻在0 ℃ 时测量为500Ω 等。

● 现代测量电路使用恒流源产生激励电流。

● 高阻抗电压测量值可归因于热电阻性能。高阻抗意味着没有电流流过电压表及其引线。

● 使用欧姆定律计算电阻：V=IR 或 R=V/I。

热电阻传感器的精度：为了获得更高的精度，在可能的情况下，最好使用热电阻而不是热电偶。最好的热电阻按IEC 60751 标准制造，它要求的精度值如表1 所示。

优质/ 特级热电阻传感器：当制造商已经利用老化箱对热电阻进行老化处理后，在现场就可以最大限度地减少漂移。热电阻在0℃和600℃之间循环1000 小时， 5 年以上可以确保保持较高精度。通常，只有A 类传感器才进行热老化。

热电偶传感器概览

热电偶技术基于塞贝克效应，两种不同金属熔合在一起，两个结点中的一个温度与另一个结点的温度不同时，将产生电流。

温度范围：不同金属的各种组合都可以构成热电偶。成品称为热电偶类型。对于每种类型，都会提供mV 与温度的关系表，并包含在本参考手册中（所有mV 与温度的关系表均使用热电偶冷端在0℃下创建）。

操作：热电偶传感器有两个接点。测量端（有时称为热端）是两种金属连接的地方。参考端（也称为冷端）连接到测量电路。

当热端和冷端之间存在温差时，产生与温度差成比例的mV 信号。mV 值随着温度的升高而增加。mV 和温度之间的关系是非线性的。

在实际使用中，热电偶测量电路可以测量除0℃以外的任何温度。测量电路必须测量冷端的温度，并将温度恢复到0℃。这种电气补偿称为冷端补偿（或参考端补偿）。大多数热电偶测量电路执行此操作。

结构：热电偶接头可以通过热接点连接到外部护套进行接地或不接地（与护套绝缘）来构建。接地的热电偶响应更快，但热电偶会接触过程电压。因此，重要的是隔离测量电路以阻止接地回路的形成，避免导致测量误差。

在温度组件内，热电偶通常嵌入到氧化镁（MgO）和金属护套中。然后将其插入热电偶套管或保护管中。这有助于保护传感器免受环境污染。当氧化镁被水和盐污染时，即使未接地的热电偶也会最终接地。

建议：使用隔离的测量电路测量热电偶。

热电偶传感器精度：最好使用符合ASTME230 标准的热电偶传感器，该传感器规定了E、J、K 和T 型热电偶的精度。在ASTME230/E230M-12 标准规范和标准热电偶的温度- 电动势（emf）表中，提供了热电偶参考表。

特殊热电偶线：热电偶可以用优质或特级的导线构造，将不确定性降低一半。优质/ 特级基本上表明该线材具有更高纯度的合金混合物。

优质热电偶线有助于热电偶测量；升级到A 类热电阻传感器可以将不确定性降低一半（参见表2）。

建议：如果应用需要热电偶而不是热电阻，请使用更高等级的热电偶；成本差异可以忽略不计，优质线材可以提供更高的稳定性。热电偶的电线污染问题由来已久。精度图表中的数值，是在假设电线未被过程或环境中的化学品污染的情况下得到的。当污染发生时，误差通常会增加到需要更换传感器的程度。

校准传感器以实现更高精度

在传感元件之后，就应开始考虑应用。如果它要求尽可能好的精度，则需要为温度测量系统配置校准槽。A 类热电阻传感器在校准槽中进行校准后连接到变送器或远程输入/ 输出（I/O）测量设备。此过程消除了每个传感器中存在的最终“竣工”偏移误差。传感器应提供美国国家标准与技术研究院（NIST）的可溯源校准报告，该报告表明传感器和温度变送器的组合不确定度通常优于±0.01°F。

温度传感器选型的技巧

为了优化测量性能，并最大限度地减少长期维护费用，在选择温度传感器时，请使用以下技巧作为实用指南。

1 测量温度范围在-40℃和850℃之间，请选择热电阻。

2 对于低至-200℃的温度，请使用绕线热电阻。

3 最佳做法是使用4 线制和A 类热电阻。

4 确保传感器经过温度变化循环和“老化”处理，以确保长期稳定性。

5 在部署低于0℃和高于600℃的热电阻时，您需要了解工艺条件以优化结构：温度范围、循环压力、流量、介质、振动和周围环境条件（化学品/ 大气）。

6 如果需要最高精度时，使用传感器微调。

7 如果使用长线路的3 线制热电阻，并且无法将其转换为4 线制热电阻，请将3 线热电阻替换为PT1000Ω 热电阻。

8 如果监测温度高于850℃，请使用热电偶。

9 如果使用热电偶，请使用优质热电偶和延长线。

10 如果使用长热电偶延长线，请确保它具有噪声防护功能。

11 用远程I/O 替代受污染的热电偶延长线。

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