详解热电阻与热电偶温度测量原理与国际温标 ITS-90

热电阻与热电偶是两种常见的温度传感器技术，在工业自动化和过程控制中扮演着关键角色。它们用于准确地监测和控制设备运行环境中的温度，确保生产过程的稳定性和效率。 一、温度测量基础 温度是物质状态的重要参数，不同温标用于量化这一特性。常用的温标包括华氏、摄氏、热力学温标和国际实用温标。国际温标ITS-90，作为当前国际通用的标准，定义了开尔文（K）作为基本单位，它是基于水三相点的热力学温度，与摄氏度有直接关系。例如，摄氏度和开尔文之间的转换可以通过简单的公式进行：1°C = 1K。 二、温度测量仪表分类 温度测量仪表根据其工作原理大致可以分为两大类： 1. 接触式温度测量： - 热电阻：如铂电阻，是一种利用金属材料的电阻随温度变化的特性来测量温度的元件。它们常用于中低温范围，因其线性度好，精度较高，广泛应用于工业控制系统中。比如，铂电阻温度传感器在第三温区（平衡氢三相点至银凝固点）被定义为温度标准。 - 热电偶：如S型、K型、B型等，利用热电偶效应（两种不同材料构成的热电偶在温度变化时产生的电动势差异）来测量温度。热电偶能承受更高的温度，特别适合高温环境，但存在冷端温度补偿问题。 2. 非接触式温度测量： - 这种方法通常涉及红外线或激光测温技术，不直接接触被测对象，适用于不宜接触或高温环境下，如光学高温计用于银凝固点以上的高温区域。 三、ITS-90的细节 国际温标ITS-90提供了详细的定义和操作准则，确保不同温度区间内温度测量的准确性、一致性和可重复性。例如，第一温区使用氦气的压力-温度关系，第二温区利用氦气体温度计，第三温区则依赖于铂电阻的定义。随着温度升高，采用不同的基准点和测量技术来逼近普朗克辐射定律的预测值。 热电阻和热电偶作为核心的温度测量工具，理解它们的工作原理、适用范围以及国际温标的规定，对于从事相关行业的工程师和技术人员来说至关重要。掌握这些基础知识，可以帮助优化温度控制系统的性能，提升生产过程的稳定性。