1、烟台分公司烟台分公司 曹峰曹峰2022.09.092022.09.09温度仪表培训课件温度仪表培训课件天津联维乙烯工程有限公司天津联维乙烯工程有限公司 目录目录一、常见温度计有哪些一、常见温度计有哪些二、常见温度变送器有哪些二、常见温度变送器有哪些三、热电阻工作原理三、热电阻工作原理四、热电阻常见故障处理四、热电阻常见故障处理五、热电偶工作原理五、热电偶工作原理六、热电偶常见故障处理六、热电偶常见故障处理七、热电阻与热电偶的区别七、热电阻与热电偶的区别八、热电阻与热电偶的计算公式八、热电阻与热电偶的计算公式九、温度仪表巡检注意事项九、温度仪表巡检注意事项SNXTE一、常见温度计有哪些一、常见温
2、度计有哪些热电阻、热电偶、双金属温度计、测温枪二、常见温度变送器有哪些二、常见温度变送器有哪些罗斯蒙特罗斯蒙特248、644、3144，西门子、，西门子、E+H三、热电阻工作原理三、热电阻工作原理 1 1、概述：、概述：热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。标准的基准仪。热电阻一般由热电阻体、绝缘套管、保护套管、接线热电阻一般由热
3、电阻体、绝缘套管、保护套管、接线盒等部分组成。盒等部分组成。2 2、热电阻工作原理、热电阻工作原理 热电阻是基于电阻的热电阻是基于电阻的热效应热效应进行温度测量的，即电阻进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。金属热电阻和半导体热敏电阻两类。相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性阻
4、值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有严重，测温范围只有-50-50300300左右，大量左右，大量 用于家电和用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200-200 500500范围内的温度测量，其特点是范围内的温度测量，其特点是 测量准确、稳定性好测量准确、稳定性好、性能可靠，在工程控制中的应用极其广泛。、性能可靠，在工程控制中的应用极其广泛。3 3、热电阻材料、热电阻材料 从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电
5、阻的金属性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（最好呈线性关系）。值随温度变化要有间值函数关系（最好呈线性关系）。目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。铂电阻精度目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非高，
6、适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线性系数大，适用于无腐蚀阻值和温度呈线性关系，温度线性系数大，适用于无腐蚀介质，超过介质，超过150150易被氧化。易被氧化。4 4、接线方式、接线方式 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次一次元件，元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制其它一次仪表上。工业用热电阻安装
7、在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。有较大的影响。目前热电阻的引线主要有三种方式目前热电阻的引线主要有三种方式:二线制二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻接导线必然存在引线电阻r r，r r大小与导线的材质和长度的大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场的
8、场合。合。三线制三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式可以较好一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。线电阻。四线制四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把把R转换成电压信号转换成电压信号U，再通过另两根引线把再通过另两根引线把U U引至二次仪引至二次仪表
9、。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。用于高精度的温度检测。热电阻采用三线制接法是为了消除连接导线电阻引起热电阻采用三线制接法是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制是未知的且随环境
10、温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。工业上一般都采用三线制接法。电阻带来的测量误差。工业上一般都采用三线制接法。三线制接法三线制接法热电阻三线制信号走向：现场信号热电阻三线制信号走向：现场信号 机柜间卡件机柜间卡件 控控制器制器 上位上位四、热电阻常见故障及处理方法四、热电阻常见故障及处理方法1 1、热电阻断路和短路、热电阻断路和短路处理方法：断路和短路是很容易判断的，可用万用表
11、的处理方法：断路和短路是很容易判断的，可用万用表的“1”1”档，如测得的阻值小于档，如测得的阻值小于R0R0，则可能有短路的地，则可能有短路的地方；若万用表指示为无穷大，则可判定电阻体已断路。电方；若万用表指示为无穷大，则可判定电阻体已断路。电阻体短路一般较易处理，只要不影响电阻丝长短和粗细，阻体短路一般较易处理，只要不影响电阻丝长短和粗细，找到短路处进行吹干，加强绝缘即可。电阻体断路修理必找到短路处进行吹干，加强绝缘即可。电阻体断路修理必须要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此以更换新的电须要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此以更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊接后要校验合格后才能使阻体为
12、好，若采用焊接修理，焊接后要校验合格后才能使用。用。2 2、显示仪表指示值比实际值低或示值不稳、显示仪表指示值比实际值低或示值不稳处理方法：保护管内有金属屑、灰尘，接线柱间脏污及热处理方法：保护管内有金属屑、灰尘，接线柱间脏污及热电阻短路（积水等）电阻短路（积水等）除去金属屑，清扫灰尘、水滴等，除去金属屑，清扫灰尘、水滴等，找到短路点，加强绝缘等。找到短路点，加强绝缘等。3 3、显示仪表指示无穷大、显示仪表指示无穷大处理方法：热电阻或引出线断路及接线端子松动，更换电处理方法：热电阻或引出线断路及接线端子松动，更换电阻体，或焊接及拧紧接线端子螺丝等。阻体，或焊接及拧紧接线端子螺丝等。五、热电偶工
13、作原理五、热电偶工作原理1.1.热电偶的基础知识热电偶的基础知识 热电偶（热电偶（thermocouplethermocouple）是温度测量仪表中常用的测）是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动热电动势势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但它们的各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但它们的基本结构却大致相同，基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管（通常由热电极、绝缘套保护管（绝缘套管）和接线盒等主要部分组
14、成，通常和显示仪表绝缘套管）和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。、记录仪表及电子调节器配套使用。常见铠装热电偶常见铠装热电偶热电偶热电偶七种标准化热电偶七种标准化热电偶 2 2、热电偶测温的基本原理、热电偶测温的基本原理 两种不同成份材质的导体组成闭合回路，当两端存在两种不同成份材质的导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度温度梯度时，回路中就有电流通过，此时两端之间就存在时，回路中就有电流通过，此时两端之间就存在电动势电动势热电动势，这就是所谓的热电动势，这就是所谓的塞贝克效应塞贝克效应(Seebeck(Seebeck effecteffect）。两种不同成份的
15、均质导体为热电极，温度较高）。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在，制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在00时的条时的条件下得到，不同的热电偶具有不同的分度表。件下得到，不同的热电偶具有不同的分度表。热电偶信号走向：现场信号热电偶信号走向：现场信号 温度变送器温度变送器 机柜间机柜间AIAI卡件卡件 控制器控制器 上位上位3 3、热电偶的冷端补偿、热电
16、偶的冷端补偿 补偿导线的作用：是用来延伸热电极即移动热电偶补偿导线的作用：是用来延伸热电极即移动热电偶的冷端，与显示仪表联接构成测温系统。的冷端，与显示仪表联接构成测温系统。补偿导线补偿导线六、热电偶常见故障及处理方法六、热电偶常见故障及处理方法 1 1、热电势比实际值小（显示仪表指示值偏低）、热电势比实际值小（显示仪表指示值偏低）处理方法：热电极短路处理方法：热电极短路 找出短路原因，如因潮湿所致，找出短路原因，如因潮湿所致，则需进行干燥；如因绝缘子损坏所致，则需更换绝缘子则需进行干燥；如因绝缘子损坏所致，则需更换绝缘子;热电偶热电极变质热电偶热电极变质 在长度允许的情况下，剪去变质段重在长
17、度允许的情况下，剪去变质段重新焊接，或更换新热电偶新焊接，或更换新热电偶 2 2、热电偶的接线柱处积灰造成短路、热电偶的接线柱处积灰造成短路处理方法：清扫积灰处理方法：清扫积灰 3 3、补偿导线线间短路、补偿导线线间短路处理方法：找出短路点，加强绝缘或更换补偿导线处理方法：找出短路点，加强绝缘或更换补偿导线 4 4、补偿导线与热电偶极性接反、补偿导线与热电偶极性接反处理方法：重新接正确处理方法：重新接正确 5 5、补偿导线与热电偶不配套、补偿导线与热电偶不配套处理方法：更换相配套的补偿导线处理方法：更换相配套的补偿导线 6 6、热电偶安装位置不当或插入深度不符合要求、热电偶安装位置不当或插入深
18、度不符合要求处理方法：重新按规定安装处理方法：重新按规定安装 7 7、热电偶冷端温度补偿不符合要求、热电偶冷端温度补偿不符合要求处理方法：调整冷端补偿器处理方法：调整冷端补偿器 8 8、热电偶与显示仪表不配套、热电偶与显示仪表不配套处理方法：更换热电偶或显示仪表使之相配套处理方法：更换热电偶或显示仪表使之相配套 9 9、热电势比实际值大（显示仪表指示值偏高）、热电势比实际值大（显示仪表指示值偏高）处理方法：热电偶与显示仪表不配套处理方法：热电偶与显示仪表不配套 更换热电偶或显示更换热电偶或显示仪表使之相配套仪表使之相配套1010、有直流干扰信号进入、有直流干扰信号进入处理方法：排除直流干扰处理
19、方法：排除直流干扰 1111、热电势输出不稳定、热电势输出不稳定 处理方法：热电偶接线柱与热电极接触不良处理方法：热电偶接线柱与热电极接触不良 将接线柱螺将接线柱螺丝拧紧丝拧紧1212、热电偶测量线路绝缘破损引起断续短路或接地、热电偶测量线路绝缘破损引起断续短路或接地处理方法：找出故障点，修复绝缘处理方法：找出故障点，修复绝缘1313、热电偶安装不牢或外部震动、热电偶安装不牢或外部震动处理方法：紧固热电偶，消除震动或采取减震措施处理方法：紧固热电偶，消除震动或采取减震措施 1414、热电极将断未断、热电极将断未断处理方法：修复或更换热电偶处理方法：修复或更换热电偶 1515、外界干扰（交流漏电
20、，电磁感应等）、外界干扰（交流漏电，电磁感应等）处理方法：查出干扰源，采取屏蔽措施处理方法：查出干扰源，采取屏蔽措施 1616、热电偶热电势误差大、热电偶热电势误差大处理方法：热电极变质处理方法：热电极变质 更换热电极更换热电极七、热电阻与热电偶的区别七、热电阻与热电偶的区别1、从型号可以区分：WZ为热电阻，WR为热电偶。2、线制不同：热电偶为2线制，热电阻为2线制、3线制和4线制，常用的为3线制。3、测量原理不同：热电阻随温度的升高阻值变大，热电偶随温度的升高毫伏值变大。4、输出信号不同：热电阻用万用表测量电阻信号，热电偶用万用表测量电压毫伏信号。5、所用传输电缆不同：热电阻到变送器用本安电
21、缆，热电偶到变送器用专用的补偿导线。6、测温范围不同：热电阻一般测量低温，热电偶一般测量高温。八、热电阻与热电偶的计算公式八、热电阻与热电偶的计算公式热电阻的计算公式热电阻的计算公式PT100热电阻常见的有两线制、三线制和四线制，今天主要以三线热电阻常见的有两线制、三线制和四线制，今天主要以三线制为例讲一下计算公式。制为例讲一下计算公式。AB=AC=115欧姆欧姆 BC=5欧姆，计算一下实际温度应该为多少度？欧姆，计算一下实际温度应该为多少度？首先记住四句话：首先记住四句话：1、电阻每增加、电阻每增加1欧姆，温度大致升高欧姆，温度大致升高2.5度。度。2、温度每升高、温度每升高1度，电阻大致升
22、高度，电阻大致升高0.385欧姆。欧姆。3、PT100热电阻热电阻0度时电阻为度时电阻为100欧姆，欧姆，50度时电阻度时电阻119.4欧姆，欧姆，100度时电阻为度时电阻为138.5欧姆。欧姆。4、测量热电阻的时候，必须断开电源后再测量，才能保证准确性。、测量热电阻的时候，必须断开电源后再测量，才能保证准确性。一、粗略计算过程：一、粗略计算过程：AB-BC=115-5=110欧姆欧姆 110-100=10欧姆欧姆 10*2.5=25度度大致温度为大致温度为25度左右。度左右。二、想要知道更加准确的温度，则需要查二、想要知道更加准确的温度，则需要查PT100热电阻的分度表，热电阻的分度表，查一
23、下查一下110欧姆具体对应的温度欧姆具体对应的温度109.35欧姆欧姆=24度，度，109.73欧姆欧姆=25度，度，110.12欧姆欧姆=26度度热电偶的计算公式以K型热电偶为例，介绍一下两种计算方法，热端温度为840度，840度的毫伏值为 34.909mv，环境温度为25度，25度的毫伏值为 1mv ，问DCS显示多少度是正常温度？粗略的计算方法是A:用万用表测量热端毫伏值为34.909mv对应的温度为840度，加上环境温度25度，等于865度，DCS显示温度865度左右，这是很多老师傅教的计算方法，简单实用。精准的计算方法是B:找一个现场温度计测出环境温度25度，查分度表25度对应的毫伏
24、值为1mv，再测量热端的毫伏值为34.909mv，两个毫伏值相加等于35.909mv，再查分度表可以看出864度对应35.880mv，865度对应35.920mv，35.909mv对应的温度就是在864度到865度之间。从上面两种计算方法可以看出来，老师傅的计算方法更实用一些，学习仪表要懂理论，也要学会变通，理论与实践相结合。九、温度仪表巡检注意事项九、温度仪表巡检注意事项加强巡检质量，把问题和隐患处理在萌芽状态。1、巡检温度变送器显示是否正常，表头有无报警。2、一次元件及变送器盖子是否上紧，胶垫是否破裂或者缺失。3、格兰头是否紧固牢靠，备用口是否用防爆堵头堵死。4、格兰有无漏凯，电缆有无破皮现象，电缆绑扎是否符合标准。5、槽盒盖板有没有缺失，绑扎是否牢靠。6、格兰头是否朝下或者水平安装。7、如果格兰头超上安装，不具备技改条件，要做好防进水措施。
