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熱電阻與熱電偶的區(qū)別及故障處理概述

時(shí)間:2025/5/26閱讀:105
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熱電阻與熱電偶,作為溫度測(cè)量中的兩種重要元件,雖然它們都是通過(guò)感應(yīng)溫度變化來(lái)工作,但工作原理、應(yīng)用范圍及故障處理方式卻各有差異。接下來(lái),我們將深入探討這兩種元件的區(qū)別,并概述其故障處理的方法。

一、熱電阻與熱電偶的異同

熱電阻與熱電偶在溫度測(cè)量領(lǐng)域各自扮演著重要角色,盡管它們都能感知溫度變化,但二者在原理、應(yīng)用及故障處理上卻大相徑庭。接下來(lái),我們將逐一剖析這兩種元件的差異,并概述應(yīng)對(duì)故障的策略。
1、型號(hào)區(qū)分:WZ代表熱電阻,而WR則代表熱電偶。
2、線制差異:熱電偶主要采用二線制,而熱電阻則可以選擇二線制、三線制或四線制,其中三線制應(yīng)用最為廣泛。
3、測(cè)量原理:熱電阻的阻值會(huì)隨著溫度的上升而增大,而熱電偶則是毫伏值隨溫度上升而增大。
4、信號(hào)輸出:熱電阻使用萬(wàn)用表測(cè)量電阻信號(hào),而熱電偶則測(cè)量電壓毫伏信號(hào)。
5、傳輸電纜選擇:熱電阻與變送器之間通常使用本安電纜,而熱電偶與變送器之間則需專用的補(bǔ)償導(dǎo)線。
6、測(cè)溫范圍:熱電阻更適合測(cè)量低溫環(huán)境,而熱電偶則主要用于高溫測(cè)量。

二、熱電阻與熱電偶的計(jì)算公式

(1)熱電阻的計(jì)算公式

對(duì)于PT100熱電阻,其阻值與溫度之間存在一定的關(guān)系。在三線制系統(tǒng)中,假設(shè)AB和AC的阻值均為115歐姆,而B(niǎo)C的阻值為5歐姆,我們可以通過(guò)這些信息來(lái)計(jì)算實(shí)際的溫度值。但在此,我們首先需要牢記以下四句關(guān)鍵話:
1、電阻每增加1歐姆,溫度大致升高2.5度。
2、溫度每升高1度,電阻大致增加0.385歐姆。
3、在0度時(shí),PT100熱電阻的電阻值為100歐姆;而在50度和100度時(shí),其電阻值分別為119.4歐姆和138.5歐姆。
4、為確保測(cè)量準(zhǔn)確性,在測(cè)量熱電阻時(shí)必須先斷開(kāi)電源。

接下來(lái),我們可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算過(guò)程來(lái)估算溫度:首先,我們測(cè)量AB和BC的電阻差,得到110歐姆;然后,從100歐姆中減去這10歐姆的差值,得到的結(jié)果再乘以2.5,即可粗略估算出大致溫度為25度左右。

若要獲得更精確的溫度值,我們需要查閱PT100熱電阻的分度表。根據(jù)分度表,我們可以找到與110歐姆電阻值相對(duì)應(yīng)的具體溫度值。例如,109.35歐姆對(duì)應(yīng)24度,109.73歐姆對(duì)應(yīng)25度,而110.12歐姆則對(duì)應(yīng)26度。
840度的毫伏值為34.909mv,而環(huán)境溫度為25度時(shí),其對(duì)應(yīng)的毫伏值是多少呢?
1毫伏值在DCS上顯示多少度才算正常呢?
粗略估算的話,當(dāng)熱端毫伏值達(dá)到34.909毫伏時(shí),對(duì)應(yīng)的溫度為840度。再加上環(huán)境溫度25度,總計(jì)865度,DCS上顯示的也就是這個(gè)溫度。這種計(jì)算方法簡(jiǎn)單易懂,是許多經(jīng)驗(yàn)豐富的技師們常用的。

而更精確的計(jì)算方式則是:首先,使用現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)測(cè)量出環(huán)境溫度25度,并查找分度表得到該溫度對(duì)應(yīng)的毫伏值。接著,測(cè)量熱端的毫伏值,如34.909毫伏。將這兩個(gè)毫伏值相加,得到35.909毫伏。再查找分度表,可以找到864度和865度分別對(duì)應(yīng)的毫伏值。因此,35.909毫伏對(duì)應(yīng)的溫度應(yīng)該介于864度和865度之間。

綜上所述,兩種計(jì)算方法各有千秋。老師的估算方法更注重實(shí)用性,而精確方法則要求我們既要理解理論,又要具備靈活變通的能力,將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。

三、熱電阻的常見(jiàn)故障與應(yīng)對(duì)措施

熱電阻作為溫度測(cè)量的關(guān)鍵元件,在使用過(guò)程中可能會(huì)遇到各種故障。了解這些故障的原因及處理方法,對(duì)于確保溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。接下來(lái),我們將探討熱電阻的一些常見(jiàn)故障及其相應(yīng)的處理方法。
1、熱電阻斷路與短路及其處理方法

斷路和短路是熱電阻常見(jiàn)的故障類型。通過(guò)使用萬(wàn)用表的“×1Ω"檔進(jìn)行測(cè)試,可以迅速判斷故障情況。若測(cè)得的阻值小于R0,則可能存在短路;而若萬(wàn)用表顯示無(wú)窮大,則表明電阻體已斷路。短路問(wèn)題通常較易處理,只要確保不影響電阻絲的長(zhǎng)度和直徑,找到短路位置進(jìn)行干燥處理并加強(qiáng)絕緣即可。然而,對(duì)于電阻體斷路,修理過(guò)程可能會(huì)改變電阻絲的長(zhǎng)度,從而影響電阻值,因此,更換新的電阻體通常是更佳的選擇。若選擇焊接修理,那么在焊接完成后,必須進(jìn)行校驗(yàn),確保合格后方可使用。
2、顯示儀表指示值低于實(shí)際值或顯示不穩(wěn)定

針對(duì)這類問(wèn)題,可能的原因包括保護(hù)管內(nèi)存在金屬屑、灰塵,接線柱間臟污,以及熱電阻出現(xiàn)短路(如積水等影響)。相應(yīng)的處理方法包括清除金屬屑,清掃灰塵和水滴等雜物,找到并修復(fù)短路點(diǎn),以及加強(qiáng)絕緣措施等。
3、顯示儀表指示值為無(wú)窮大

針對(duì)這一問(wèn)題,可能的原因在于熱電阻或引出線存在斷路,或是接線端子松動(dòng)。為了解決這一問(wèn)題,可以嘗試更換電阻體,或者進(jìn)行焊接以及擰緊接線端子的螺絲等操作。

四、熱電偶的常見(jiàn)故障與應(yīng)對(duì)措施

在熱電偶的使用過(guò)程中,可能會(huì)遇到一些故障。為了確保其正常運(yùn)行,我們需要了解并掌握這些故障的處理方法。
1、熱電勢(shì)低于實(shí)際值(儀表顯示值偏低)
應(yīng)對(duì)措施:檢查熱電極是否短路,若因潮濕導(dǎo)致,需進(jìn)行干燥處理;若因絕緣子損壞,則應(yīng)立即更換。此外,熱電偶的熱電極若發(fā)生變質(zhì),在長(zhǎng)度允許的情況下,可剪去變質(zhì)部分并重新焊接,或直接更換新的熱電偶。
2、熱電偶接線柱積灰導(dǎo)致短路
解決方法:清除接線柱上的積灰
3、補(bǔ)償導(dǎo)線線間發(fā)生短路
解決方法:定位短路點(diǎn),強(qiáng)化絕緣措施或直接更換補(bǔ)償導(dǎo)線
4、補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶極性接反
解決方法:重新正確連接
5、補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶不配套
解決方法:更換匹配的補(bǔ)償導(dǎo)線
6、熱電偶安裝位置不當(dāng)或插入深度不達(dá)標(biāo)
解決方法:重新按照規(guī)定進(jìn)行安裝
7、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償不足
解決方法:調(diào)整冷端補(bǔ)償器以符合要求
8、熱電偶與顯示儀表不兼容
解決方法:更換熱電偶或顯示儀表以確保配套使用
9、熱電勢(shì)超出實(shí)際值(顯示儀表指示偏高)
解決方法:由于熱電偶與顯示儀表不配套,需更換匹配的熱電偶或顯示儀表。
10、直流干擾信號(hào)的侵入
應(yīng)對(duì)措施:找出并消除直流干擾源
11、熱電勢(shì)輸出波動(dòng)
應(yīng)對(duì)措施:檢查熱電偶接線柱與熱電極的連接,確保接觸良好,擰緊接線柱螺絲。
12、熱電偶測(cè)量線路絕緣破損,導(dǎo)致斷續(xù)短路或接地
解決方法:定位故障點(diǎn),并進(jìn)行絕緣修復(fù)
13、熱電偶安裝不牢固或受到外部震動(dòng)影響
解決方法:加強(qiáng)熱電偶的緊固措施,消除震動(dòng)干擾或采取有效的減震方法。
14、熱電極出現(xiàn)斷裂跡象
應(yīng)對(duì)措施:及時(shí)修復(fù)或更換受損的熱電偶
15、外部干擾因素(如交流漏電、電磁感應(yīng)等)
應(yīng)對(duì)策略:查明干擾來(lái)源,并采取相應(yīng)的屏蔽措施以消除影響
16、熱電偶熱電勢(shì)出現(xiàn)顯著誤差
處理辦法:若熱電極已變質(zhì),則應(yīng)更換新的熱電極以確保測(cè)量準(zhǔn)確性。


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