熱電阻與熱電偶的區別及故障處理概述

更新時間：2025-05-26

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熱電阻與熱電偶，作為溫度測量中的兩種重要元件，雖然它們都是通過感應溫度變化來工作，但工作原理、應用范圍及故障處理方式卻各有差異。接下來，我們將深入探討這兩種元件的區別，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量領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、應用及故障處理上卻大相徑庭。接下來，我們將逐一剖析這兩種元件的差異，并概述應對故障的策略。
1、型號區分：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，其中三線制應用最為廣泛。
3、測量原理：熱電阻的阻值會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、信號輸出：熱電阻使用萬用表測量電阻信號，而熱電偶則測量電壓毫伏信號。
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償導線。
6、測溫范圍：熱電阻更適合測量低溫環境，而熱電偶則主要用于高溫測量。

二、熱電阻與熱電偶的計算公式

（1）熱電阻的計算公式

對于PT100熱電阻，其阻值與溫度之間存在一定的關系。在三線制系統中，假設AB和AC的阻值均為115歐姆，而BC的阻值為5歐姆，我們可以通過這些信息來計算實際的溫度值。但在此，我們首先需要牢記以下四句關鍵話：
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，PT100熱電阻的電阻值為100歐姆；而在50度和100度時，其電阻值分別為119.4歐姆和138.5歐姆。
4、為確保測量準確性，在測量熱電阻時必須先斷開電源。

接下來，我們可以通過一個簡單的計算過程來估算溫度：首先，我們測量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。根據分度表，我們可以找到與110歐姆電阻值相對應的具體溫度值。例如，109.35歐姆對應24度，109.73歐姆對應25度，而110.12歐姆則對應26度。
840度的毫伏值為34.909mv，而環境溫度為25度時，其對應的毫伏值是多少呢？
1毫伏值在DCS上顯示多少度才算正常呢？
粗略估算的話，當熱端毫伏值達到34.909毫伏時，對應的溫度為840度。再加上環境溫度25度，總計865度，DCS上顯示的也就是這個溫度。這種計算方法簡單易懂，是許多經驗豐富的技師們常用的。

而更精確的計算方式則是：首先，使用現場溫度計測量出環境溫度25度，并查找分度表得到該溫度對應的毫伏值。接著，測量熱端的毫伏值，如34.909毫伏。將這兩個毫伏值相加，得到35.909毫伏。再查找分度表，可以找到864度和865度分別對應的毫伏值。因此，35.909毫伏對應的溫度應該介于864度和865度之間。

綜上所述，兩種計算方法各有千秋。老師的估算方法更注重實用性，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，將理論與實踐緊密結合。

三、熱電阻的常見故障與應對措施

熱電阻作為溫度測量的關鍵元件，在使用過程中可能會遇到各種故障。了解這些故障的原因及處理方法，對于確保溫度測量的準確性至關重要。接下來，我們將探討熱電阻的一些常見故障及其相應的處理方法。
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的故障類型。通過使用萬用表的“×1Ω"檔進行測試，可以迅速判斷故障情況。若測得的阻值小于R0，則可能存在短路；而若萬用表顯示無窮大，則表明電阻體已斷路。短路問題通常較易處理，只要確保不影響電阻絲的長度和直徑，找到短路位置進行干燥處理并加強絕緣即可。然而，對于電阻體斷路，修理過程可能會改變電阻絲的長度，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，必須進行校驗，確保合格后方可使用。
2、顯示儀表指示值低于實際值或顯示不穩定

針對這類問題，可能的原因包括保護管內存在金屬屑、灰塵，接線柱間臟污，以及熱電阻出現短路（如積水等影響）。相應的處理方法包括清除金屬屑，清掃灰塵和水滴等雜物，找到并修復短路點，以及加強絕緣措施等。
3、顯示儀表指示值為無窮大

針對這一問題，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。為了解決這一問題，可以嘗試更換電阻體，或者進行焊接以及擰緊接線端子的螺絲等操作。

四、熱電偶的常見故障與應對措施

在熱電偶的使用過程中，可能會遇到一些故障。為了確保其正常運行，我們需要了解并掌握這些故障的處理方法。
1、熱電勢低于實際值（儀表顯示值偏低）
應對措施：檢查熱電極是否短路，若因潮濕導致，需進行干燥處理；若因絕緣子損壞，則應立即更換。此外，熱電偶的熱電極若發生變質，在長度允許的情況下，可剪去變質部分并重新焊接，或直接更換新的熱電偶。
2、熱電偶接線柱積灰導致短路
解決方法：清除接線柱上的積灰
3、補償導線線間發生短路
解決方法：定位短路點，強化絕緣措施或直接更換補償導線
4、補償導線與熱電偶極性接反
解決方法：重新正確連接
5、補償導線與熱電偶不配套
解決方法：更換匹配的補償導線
6、熱電偶安裝位置不當或插入深度不達標
解決方法：重新按照規定進行安裝
7、熱電偶冷端溫度補償不足
解決方法：調整冷端補償器以符合要求
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、熱電勢超出實際值（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、直流干擾信號的侵入
應對措施：找出并消除直流干擾源
11、熱電勢輸出波動
應對措施：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、熱電偶測量線路絕緣破損，導致斷續短路或接地
解決方法：定位故障點，并進行絕緣修復
13、熱電偶安裝不牢固或受到外部震動影響
解決方法：加強熱電偶的緊固措施，消除震動干擾或采取有效的減震方法。
14、熱電極出現斷裂跡象
應對措施：及時修復或更換受損的熱電偶
15、外部干擾因素（如交流漏電、電磁感應等）
應對策略：查明干擾來源，并采取相應的屏蔽措施以消除影響
16、熱電偶熱電勢出現顯著誤差
處理辦法：若熱電極已變質，則應更換新的熱電極以確保測量準確性。

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