一文搞懂熱電偶和熱電阻區(qū)別是什么

結(jié)構(gòu)的區(qū)別，從材料上分，熱阻是一種金屬材料，具有溫度敏感變化的金屬材料，熱偶是雙金屬材料，既兩種不同的金屬，由于溫度的變化，在兩個(gè)不同金屬絲的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。常用的熱電阻的溫度一般熱阻一般檢測(cè)0-150度溫度范圍，熱電偶的測(cè)量溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱電阻的測(cè)量溫度。前者是低溫檢測(cè)，后者是高溫檢測(cè)。

熱電阻(thermal resistor)是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻大都由純金屬材料制成，應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多，最常用的是鉑絲。工業(yè)測(cè)量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵—鎳等。

熱電阻的測(cè)溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來(lái)測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成，應(yīng)用最多的是鉑和銅，已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號(hào)通過(guò)引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它二次儀表上。

熱電偶和熱電阻是溫度測(cè)量中常用的兩種傳感器，它們?cè)谠?、材料、測(cè)量范圍和接線方式等方面存在以下差異：

1. 原理差異：

- 熱電阻：基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度。溫度上升時(shí)，導(dǎo)體的電阻值隨之增加。

- 熱電偶：基于熱電效應(yīng)，將兩種不同的金屬導(dǎo)體連接成閉合回路。當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同，會(huì)在回路中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(熱電勢(shì))，通過(guò)測(cè)量這個(gè)電動(dòng)勢(shì)來(lái)得知溫度差異。

2. 材料差異：

- 熱電阻：一般使用純金屬如鉑、銅、鎳等，因其電阻隨溫度變化的特性相對(duì)穩(wěn)定。

- 熱電偶：由兩種不同的金屬組成，常見(jiàn)的組合有K型(鎳鉻-鎳鋁)、T型(銅-銅鎳)等。

3. 測(cè)量范圍差異：

- 熱電阻：一般適用于0-150℃的低溫測(cè)量。

- 熱電偶：測(cè)量范圍較寬，可以從-40℃至1600℃。

4. 接線方式差異：

- 熱電阻：可以是兩線制、三線制或四線制，三線制和四線制可以有效消除引線電阻對(duì)測(cè)量的影響。

- 熱電偶：通常為兩線制，但由于其測(cè)量原理，不需要額外的線來(lái)補(bǔ)償引線電阻。

5. 特性差異：

- 熱電阻：具有高的測(cè)量精度和復(fù)現(xiàn)性，適合自動(dòng)測(cè)量。

- 熱電偶：具有較快的響應(yīng)時(shí)間，可在寬溫度范圍內(nèi)連續(xù)測(cè)量。

拓展知識(shí)：

熱電偶和熱電阻的選擇通?；谝韵驴紤]：

- 測(cè)量溫度范圍：根據(jù)所需測(cè)量的溫度高低選擇適合的傳感器。

- 精度要求：高精度場(chǎng)合通常選用熱電阻，但熱電偶因其寬的測(cè)量范圍在某些場(chǎng)合更為適用。

- 環(huán)境因素：如化學(xué)腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度要求等，也會(huì)影響傳感器的選擇。

- 經(jīng)濟(jì)性：不同類型的熱電偶和熱電阻成本不同，選擇時(shí)要考慮成本效益。

在工業(yè)、科學(xué)研究、醫(yī)療、食品加工等眾多領(lǐng)域中，準(zhǔn)確的溫度測(cè)量起著至關(guān)重要的作用，而熱電偶和熱電阻作為常用的溫度傳感器，更是發(fā)揮著不可替代的作用。它們就像是隱藏在幕后的 “溫度偵探”，時(shí)刻為我們精準(zhǔn)捕捉溫度的變化，保障著各類生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)的順利進(jìn)行。

不過(guò)，很多朋友可能對(duì)這兩種元件的具體區(qū)別不太清楚，在實(shí)際選擇使用時(shí)也會(huì)有些迷茫。鑒于此，本文將詳細(xì)地為大家剖析熱電偶和熱電阻之間的區(qū)別，幫助大家在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下，能夠準(zhǔn)確做出合適的選擇，讓它們更好地服務(wù)于我們的工作與研究。

二、測(cè)溫原理大不同

(一)熱電偶的熱電效應(yīng)原理

熱電偶是基于熱電效應(yīng)來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。所謂熱電效應(yīng)，就是將兩種不同成份的導(dǎo)體兩端接合成回路，當(dāng)兩接合點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。打個(gè)比方來(lái)說(shuō)，就好像是在一個(gè)特殊的 “電路跑道” 上，由于兩端 “起點(diǎn)” 和 “終點(diǎn)” 的溫度不一樣，使得電子們開(kāi)始 “活躍” 起來(lái)，從而形成了電勢(shì)差，進(jìn)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，我們通過(guò)檢測(cè)這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的大小，就能推算出對(duì)應(yīng)的溫度情況。

常見(jiàn)的熱電偶材料組合有不少，比如鉑銠 10 - 鉑熱電偶(S 型)，其正極是含銠為 10%、含鉑為 90% 的鉑銠合金，負(fù)極則為純鉑;還有鎳鉻 - 鎳硅熱電偶(K 型)，正極的名義化學(xué)成分為 Ni:Cr = 90:10，負(fù)極的名義化學(xué)成分為 Ni:Si = 97:3 等。不同的材料組合有著各自適用的溫度范圍以及特點(diǎn)，能滿足多樣化的工業(yè)、科研等領(lǐng)域的測(cè)溫需求。

(二)熱電阻的電阻隨溫變?cè)?

熱電阻的測(cè)溫原理與熱電偶截然不同，它依靠的是導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的特性來(lái)工作。簡(jiǎn)單來(lái)講，溫度的變化就像是一只 “無(wú)形的手”，在撥動(dòng)著熱電阻的電阻值這根 “琴弦”，溫度升高或者降低時(shí)，熱電阻的電阻值也會(huì)相應(yīng)地跟著改變，我們只要測(cè)量出電阻值的變化情況，就能推算出溫度發(fā)生了怎樣的變化。

常用的熱電阻材料主要有鉑、銅等。鉑電阻精度比較高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，不過(guò)有著一定的非線性，而且溫度越高其電阻變化率越小;銅電阻在測(cè)溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度系數(shù)大，適用于無(wú)腐蝕介質(zhì)，不過(guò)溫度超過(guò) 150℃時(shí)就容易被氧化了。像我國(guó)常用的就有分度號(hào)為 Pt100、Pt10、Pt1000 的鉑電阻以及分度號(hào)為 Cu50、Cu100 的銅電阻，其中 Pt100 和 Cu50 的應(yīng)用最為廣泛。

三、信號(hào)性質(zhì)有差異

(一)熱電偶的感應(yīng)電壓信號(hào)

熱電偶產(chǎn)生的是感應(yīng)電壓信號(hào)，也就是熱電勢(shì)。基于熱電效應(yīng)，當(dāng)把兩種不同成份的導(dǎo)體兩端接合成回路，且兩接合點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的大小和溫度差有著密切關(guān)聯(lián)，一般來(lái)說(shuō)是成正比關(guān)系的，比如常見(jiàn)的 K 型熱電偶，其輸出電壓與溫度的關(guān)系可以通過(guò)公式(其中表示輸出電壓，單位為伏特();表示熱電偶的測(cè)量端溫度，單位為攝氏度();表示溫度差)來(lái)體現(xiàn)。

不過(guò)，熱電偶產(chǎn)生的電壓信號(hào)往往比較微弱，像常見(jiàn)的 J、K 和 T 型熱電偶，在室溫下，其電壓變化幅度分別為 52 μV/°C、41 μV/°C 和 41 μV/°C，其它較少見(jiàn)的類型溫度電壓變化幅度甚至更小。所以在后續(xù)處理上，需要將這個(gè)微弱的電壓信號(hào)進(jìn)行放大等調(diào)理操作，通常信號(hào)調(diào)理電路一般需要約 100 左右的增益。而且由于熱電偶引線較長(zhǎng)，經(jīng)常穿過(guò)電氣噪聲密集環(huán)境，引線上的噪聲容易淹沒(méi)微小的熱電偶信號(hào)，一般要結(jié)合使用差分輸入放大器(如儀表放大器)來(lái)放大信號(hào)以消除共模噪聲，以及采用低通濾波來(lái)消除帶外噪聲(比如消除可能引起放大器整流的射頻干擾(1 MHz 以上)和 50 Hz/60 Hz(電源)的工頻干擾)等方法，從噪聲中提取出有效信號(hào)。最后再通過(guò)連接的溫度測(cè)量?jī)x器(如溫度計(jì)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等)讀取產(chǎn)生的電壓信號(hào)，并依據(jù)已知的校準(zhǔn)曲線或公式將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的溫度值，從而實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量與顯示。

(二)熱電阻的阻值變化信號(hào)

熱電阻本身屬于電阻，它是依靠導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的特性來(lái)工作的。當(dāng)溫度發(fā)生改變時(shí)，熱電阻會(huì)產(chǎn)生正的或者負(fù)的阻值變化。對(duì)于常見(jiàn)的熱電阻，比如 PT100，其阻值與溫度之間的換算關(guān)系可以通過(guò)公式(其中是溫度為時(shí)的電阻值(歐姆)，是參考溫度(通常為 0°C)下的電阻值，對(duì)于 PT100 來(lái)說(shuō)，，是溫度系數(shù)，對(duì)于 PT100，在 0°C 附近，其值約為或，是溫度())來(lái)估算(注意這個(gè)公式在溫度范圍兩端誤差可能會(huì)增大，高精度應(yīng)用時(shí)應(yīng)使用更精確的溫度 - 電阻關(guān)系表或曲線)。

像 PT100 在 0℃時(shí)阻值為 100 歐姆，在 100℃時(shí)，阻值約為 138.5 歐姆(根據(jù)公式計(jì)算得出，但實(shí)際值可能因溫度系數(shù)是近似值而略有不同)。再如 PT1000，在 0℃時(shí)阻值為 1000 歐姆，在 100℃時(shí)阻值約為 1385 歐姆。我們可以通過(guò)測(cè)量熱電阻的阻值變化情況，然后利用上述這類阻值和溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來(lái)確定對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值。在實(shí)際測(cè)量熱電阻的阻值時(shí)，常用電橋電路或數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行，電橋電路會(huì)通過(guò)測(cè)量熱電阻兩端的電壓來(lái)確定其電阻值，從而計(jì)算出溫度，數(shù)字溫度傳感器則是通過(guò)轉(zhuǎn)換電阻值到數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)內(nèi)部的算法計(jì)算出溫度值，進(jìn)而達(dá)到利用熱電阻準(zhǔn)確測(cè)量溫度的目的。

四、檢測(cè)溫度范圍各有側(cè)重

(一)熱電偶的寬溫檢測(cè)優(yōu)勢(shì)

熱電偶能夠檢測(cè)的溫度范圍比較廣，通?？梢詮?0℃一直到 1000℃，甚至在一些特定的應(yīng)用場(chǎng)景中，還能實(shí)現(xiàn)更高溫度的測(cè)量。正因?yàn)槿绱耍瑹犭娕荚诟邷販y(cè)量方面展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，所以被廣泛應(yīng)用于眾多需要檢測(cè)高溫的場(chǎng)合。

比如說(shuō)在高溫工業(yè)爐的環(huán)境中，像鋼鐵冶煉、陶瓷燒制等工業(yè)生產(chǎn)里使用的高溫爐，內(nèi)部溫度常常會(huì)達(dá)到幾百攝氏度甚至上千攝氏度，這時(shí)候熱電偶就能派上大用場(chǎng)了。它可以被安裝在爐壁或者爐內(nèi)關(guān)鍵位置，憑借基于熱電效應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的特性，精準(zhǔn)地測(cè)量出爐內(nèi)的溫度變化情況，進(jìn)而幫助操作人員實(shí)時(shí)掌握溫度信息，以便調(diào)節(jié)加熱器、冷卻器等控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)溫度的均衡分布，保障產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)過(guò)程的安全、高效進(jìn)行。像常用的鉑銠 10 - 鉑熱電偶(S 型)、鎳鉻 - 鎳硅熱電偶(K 型)等不同材料組合的熱電偶，都能在對(duì)應(yīng)的高溫區(qū)間穩(wěn)定工作，滿足多樣化的高溫測(cè)量需求。

(二)熱電阻的低溫測(cè)量專長(zhǎng)

熱電阻所適用的檢測(cè)溫度范圍相對(duì)來(lái)說(shuō)比較窄，一般是在 - 250℃至 500℃之間，不過(guò)部分特殊材料制成的熱電阻，其檢測(cè)溫度能達(dá)到 600℃左右。相較于熱電偶，熱電阻更擅長(zhǎng)進(jìn)行低溫環(huán)境下的溫度測(cè)量。

在一些需要精準(zhǔn)低溫控制的場(chǎng)景里，熱電阻發(fā)揮著重要作用。例如在食品的冷凍儲(chǔ)存環(huán)節(jié)，需要精確控制冷庫(kù)內(nèi)的低溫環(huán)境，確保食品的品質(zhì)不受影響，熱電阻可以準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)冷庫(kù)內(nèi)溫度，其憑借導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的特性，將溫度變化轉(zhuǎn)化為電阻值變化，通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量電路和算法，就能得出準(zhǔn)確的溫度數(shù)值。還有在一些科研實(shí)驗(yàn)中，比如對(duì)超導(dǎo)材料在低溫下性能的研究等，需要在接近絕對(duì)零度等低溫條件下精準(zhǔn)測(cè)量溫度，熱電阻也能夠很好地承擔(dān)起這樣的任務(wù)，為科研工作提供可靠的溫度數(shù)據(jù)支持。

五、材料構(gòu)成對(duì)比

(一)熱電偶的雙金屬材料組合

熱電偶是由兩種不同的金屬或半導(dǎo)體材料組合而成的。常見(jiàn)的組合類型有不少，比如鉑銠 - 鉑、鎳鉻 - 鎳硅等。像鉑銠 10 - 鉑熱電偶(S 型)，其正極是含銠為 10%、含鉑為 90% 的鉑銠合金，負(fù)極則為純鉑;鎳鉻 - 鎳硅熱電偶(K 型)，正極的名義化學(xué)成分為 Ni:Cr = 90:10，負(fù)極的名義化學(xué)成分為 Ni:Si = 97:3。不同的材料組合有著各自的特點(diǎn)以及適用的溫度范圍，這對(duì)其性能影響頗大。

例如，S 型熱電偶抗氧化性能強(qiáng)，適合在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá) 1400°C，短期能到 1600°C，并且在所有熱電偶中，它的精確度等級(jí)也是比較高的，所以常被用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。而 K 型熱電偶由于采用鎳基材料，具備穩(wěn)定的抗腐蝕和抗氧化能力，能在 - 200 至 + 1260℃這樣寬泛的工作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠精度，有著廣泛的潛在應(yīng)用范圍，是眾多行業(yè)和部門(mén)最常使用的類型。不同的雙金屬材料搭配，使得熱電偶能夠滿足多樣化的工業(yè)、科研等領(lǐng)域的測(cè)溫需求。

(二)熱電阻的單一金屬特性

熱電阻主要是由對(duì)溫度敏感的金屬材料制成，其中使用最多的當(dāng)屬鉑(Pt100、Pt10)和銅(Cu50)等。鉑作為貴金屬，其熱電阻的常用使用范圍為 - 200 ~ +850℃，它的電阻值與溫度的關(guān)系在 0 ~ +850℃時(shí)可用公式表示，在 - 200 ~ 0°C 時(shí)則用公式表示(式中，為溫度為和時(shí)的電阻值，、、為常數(shù))。鉑這種金屬的感溫特性良好，使得鉑熱電阻有著較高的精度，國(guó)際溫標(biāo)規(guī)定，在 - 259.34~630.74 攝氏度區(qū)域內(nèi)，以鉑熱電阻溫度計(jì)為基準(zhǔn)，其上下限溫度可達(dá) 850 度，不過(guò)它的缺點(diǎn)就是價(jià)格相對(duì)較貴。

銅是廉金屬，銅熱電阻在 0 ~ 100℃的范圍內(nèi)基本上呈線性關(guān)系，其電阻值與溫度的關(guān)系可用公式表示(式中，為溫度為和時(shí)的電阻值，為電阻溫度系數(shù)，銅)，但它的缺點(diǎn)是不抗腐蝕，相較于鉑的穩(wěn)定性稍差，精度也略低一點(diǎn)。這些材料自身的特性對(duì)熱電阻的測(cè)溫效果起著關(guān)鍵作用，決定了熱電阻更擅長(zhǎng)在特定的溫度區(qū)間以及相應(yīng)環(huán)境下進(jìn)行溫度測(cè)量工作。

六、應(yīng)用領(lǐng)域各展身手

(一)熱電偶在高溫場(chǎng)合的應(yīng)用

熱電偶由于具備測(cè)溫范圍寬、性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高且易于遠(yuǎn)傳等諸多優(yōu)勢(shì)，在高溫場(chǎng)合的應(yīng)用十分廣泛。

例如在鋼鐵冶煉行業(yè)，高爐內(nèi)部溫度常常能達(dá)到一千多攝氏度，熱電偶可安裝在高爐的關(guān)鍵部位，像爐壁或者風(fēng)口處等，憑借熱電效應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，實(shí)時(shí)且精準(zhǔn)地測(cè)量出爐內(nèi)不同位置的溫度變化情況。操作人員依據(jù)這些溫度數(shù)據(jù)，就能合理調(diào)控燃料的添加量、送風(fēng)的強(qiáng)度等，確保高爐內(nèi)溫度均勻、穩(wěn)定，使鐵礦石能充分被還原，保障鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量以及整個(gè)冶煉過(guò)程的安全、高效開(kāi)展。

再如在火力發(fā)電領(lǐng)域，鍋爐內(nèi)的蒸汽溫度是發(fā)電效率和設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)，而鍋爐內(nèi)部的溫度往往高達(dá)幾百攝氏度甚至更高，熱電偶能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地在這樣的高溫環(huán)境下工作，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)傳輸出來(lái)，通過(guò)配套的儀表顯示溫度數(shù)值，工作人員便可據(jù)此對(duì)鍋爐的燃燒情況、蒸汽的產(chǎn)生等環(huán)節(jié)進(jìn)行有效把控，避免因溫度過(guò)高引發(fā)安全事故或者溫度過(guò)低影響發(fā)電效率。

還有在陶瓷燒制行業(yè)，燒制陶瓷的窯爐溫度對(duì)陶瓷成品的品質(zhì)起著決定性作用，從幾百攝氏度的低溫?zé)齐A段到上千攝氏度的高溫?zé)Y(jié)階段，熱電偶都可以精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)溫度變化，窯爐操作人員依照熱電偶反饋的溫度信息，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)燃?xì)夤?yīng)量、通風(fēng)量等，使窯爐內(nèi)溫度按照燒制工藝要求進(jìn)行變化，最終燒制出高質(zhì)量的陶瓷產(chǎn)品。像常用的鉑銠 10 - 鉑熱電偶(S 型)適用于氧化性氣氛下的高溫測(cè)量，最高長(zhǎng)期使用溫度可達(dá) 1400°C，在很多高精度高溫測(cè)量的工業(yè)場(chǎng)合發(fā)揮重要作用;鎳鉻 - 鎳硅熱電偶(K 型)則憑借其寬泛的工作溫度范圍(-200 至 + 1260℃)以及穩(wěn)定的性能，在諸如冶金、化工等眾多需要高溫測(cè)溫的行業(yè)中被大量應(yīng)用。

(二)熱電阻在高精度低溫控制中的應(yīng)用

熱電阻因其測(cè)量精度高、復(fù)現(xiàn)性好且易于在自動(dòng)測(cè)量中使用等特點(diǎn)，在低溫測(cè)量場(chǎng)合尤其是需要高精度溫度控制的工業(yè)過(guò)程里大顯身手。

在化工生產(chǎn)的低溫反應(yīng)環(huán)節(jié)中，有些化學(xué)反應(yīng)需要在特定的低溫環(huán)境下進(jìn)行，且對(duì)溫度的精度要求極高，稍有偏差就可能影響反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品的純度等。比如某些精細(xì)化工合成過(guò)程，需要將反應(yīng)溫度控制在零下幾十?dāng)z氏度左右，熱電阻可以準(zhǔn)確地測(cè)量反應(yīng)容器內(nèi)的溫度，將溫度變化轉(zhuǎn)化為電阻值變化，通過(guò)連接的高精度測(cè)量?jī)x表以及配套的控制系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)溫度的精準(zhǔn)調(diào)控，保障化學(xué)反應(yīng)按照預(yù)期進(jìn)行。

在制藥行業(yè)的藥品冷藏儲(chǔ)存方面，部分藥品需要在低溫且溫度波動(dòng)極小的環(huán)境下保存，以確保藥品的活性和藥效不受影響。熱電阻被安裝在冷庫(kù)或者冷藏柜內(nèi)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)部溫度，一旦溫度出現(xiàn)偏離設(shè)定值的情況，就能及時(shí)反饋給溫度控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)制冷設(shè)備的運(yùn)行功率等，維持穩(wěn)定的低溫環(huán)境。像鉑熱電阻，在 - 200℃到 + 850℃的范圍內(nèi)都能保持較好的精度，在低溫高精度測(cè)量場(chǎng)景下，其穩(wěn)定可靠的性能可以為藥品儲(chǔ)存提供準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)支持。

在科研實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，比如對(duì)一些低溫物理現(xiàn)象的研究，像超導(dǎo)材料性能測(cè)試，往往需要在接近絕對(duì)零度等極低溫條件下精確測(cè)量溫度變化，熱電阻能夠憑借其高靈敏度和高精度的特點(diǎn)，準(zhǔn)確捕捉到微小的溫度波動(dòng)，為科研人員深入研究超導(dǎo)材料在不同低溫狀態(tài)下的電阻、磁場(chǎng)等特性變化提供可靠的溫度依據(jù)，助力科研工作順利開(kāi)展。

七、其他區(qū)分小妙招

(一)根據(jù)標(biāo)牌區(qū)分

在實(shí)際辨別熱電偶和熱電阻時(shí)，查看標(biāo)牌是一種較為直接的方法。通常情況下，產(chǎn)品的銘牌上會(huì)明確標(biāo)注出是熱電偶或是熱電阻的具體產(chǎn)品和規(guī)格信息。我們只需要仔細(xì)觀察銘牌內(nèi)容，就能輕松分辨出來(lái)。比如，銘牌上可能會(huì)清晰地寫(xiě)著 “熱電偶，型號(hào) K 型(鎳鉻 - 鎳硅熱電偶)” 或者 “熱電阻，分度號(hào) Pt100” 等字樣，通過(guò)這些關(guān)鍵信息，便能準(zhǔn)確區(qū)分二者，所以在拿到測(cè)溫元件后，第一時(shí)間查看標(biāo)牌往往能快速知曉其到底是熱電偶還是熱電阻哦。

(二)依據(jù)結(jié)構(gòu)分辨

從結(jié)構(gòu)方面來(lái)看，熱電偶和熱電阻也有著明顯的不同。熱電偶一般由熱電極、絕緣管、保護(hù)套管和接線盒等部分組成。熱電極是產(chǎn)生熱電勢(shì)的關(guān)鍵部分，不同的熱電極材料組合能適應(yīng)不同的測(cè)溫范圍;絕緣管起到隔離、保護(hù)熱電極以及防止短路的作用;保護(hù)套管則是保護(hù)整個(gè)熱電偶在惡劣的測(cè)量環(huán)境中不受損壞;接線盒方便連接外部測(cè)量電路。

而熱電阻呢，它的傳感器輸出負(fù)載和電源是串聯(lián)在一起的。熱電阻主要的核心在于其電阻體部分，由對(duì)溫度敏感的金屬材料(像鉑、銅等)制成，其電阻值隨溫度變化而變化，連接線負(fù)責(zé)把電阻體與外部電路連通，還有保護(hù)套對(duì)電阻體和連接線起到防護(hù)作用。所以，當(dāng)我們觀察測(cè)溫元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或者了解其構(gòu)造特點(diǎn)時(shí)，也能夠?qū)犭娕己蜔犭娮枳鞒鰠^(qū)分呀。

(三)通過(guò)接線板判斷

接線板也是區(qū)分熱電偶和熱電阻的一個(gè)小妙招哦。大家要知道，有正負(fù)極區(qū)分的是熱電偶，在接線的時(shí)候需要嚴(yán)格按照正負(fù)極對(duì)應(yīng)接入電路，這是因?yàn)闊犭娕际腔跓犭娦?yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓(熱電勢(shì))來(lái)測(cè)量溫度的，正負(fù)極的接法會(huì)影響到最終熱電勢(shì)的測(cè)量以及溫度換算等。

而熱電阻則沒(méi)有正負(fù)極區(qū)分，它是依靠自身電阻值隨溫度的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)溫功能的，無(wú)論怎樣接入電路，只要能準(zhǔn)確測(cè)量出其電阻值變化情況，就能推算出對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值啦。所以，當(dāng)我們查看接線板以及接線情況時(shí)，就可以依據(jù)有無(wú)正負(fù)極之分來(lái)判斷是熱電偶還是熱電阻了呢。

(四)利用電阻值測(cè)量區(qū)別

在室溫狀態(tài)下，我們還可以通過(guò)測(cè)量電阻值的大小來(lái)區(qū)分熱電偶和熱電阻哦。一般來(lái)說(shuō)，熱電偶的電阻值很小，通常只有幾歐姆左右。例如常見(jiàn)的一些熱電偶，在正常室溫環(huán)境下用萬(wàn)用表電阻檔去測(cè)量，其電阻數(shù)值基本趨近于零。

然而，熱電阻在室溫狀態(tài)下的電阻值則相對(duì)較大，像常用的 Pt100 鉑熱電阻，在室溫 20℃時(shí)，其電阻值為 107.794Ω，Cu50 銅熱電阻在室溫 20℃時(shí)，電阻值為 54.285Ω，即便室溫有一定變化，熱電阻的電阻值也會(huì)維持在一個(gè)相對(duì)較大的范圍，明顯區(qū)別于熱電偶極小的電阻值。所以，借助測(cè)量電阻值這一方法，也能夠準(zhǔn)確地辨別出所使用的是熱電偶還是熱電阻哦。

八、總結(jié)與選擇建議

(一)總結(jié)二者區(qū)別

熱電偶和熱電阻在多個(gè)方面存在明顯區(qū)別。從測(cè)溫原理來(lái)看，熱電偶基于熱電效應(yīng)，利用兩種不同材料組成的回路在兩端溫度不同時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)溫;而熱電阻依靠導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化這一特性工作，通過(guò)測(cè)量電阻值變化推算溫度。

在信號(hào)性質(zhì)上，熱電偶輸出的是感應(yīng)電壓信號(hào)(熱電勢(shì))，不過(guò)信號(hào)通常比較微弱，后續(xù)需要進(jìn)行放大等調(diào)理操作并消除噪聲干擾;熱電阻則產(chǎn)生阻值變化信號(hào)，常用電橋電路或數(shù)字溫度傳感器來(lái)測(cè)量其阻值變化以確定溫度。

檢測(cè)溫度范圍方面，熱電偶能夠檢測(cè)較寬的溫度范圍，尤其在高溫檢測(cè)上優(yōu)勢(shì)明顯，可適用于上千攝氏度的高溫環(huán)境;熱電阻的適用溫度范圍相對(duì)較窄，更擅長(zhǎng)低溫測(cè)量，常用于零下幾十?dāng)z氏度至幾百攝氏度的低溫場(chǎng)景。

材料構(gòu)成上，熱電偶是雙金屬材料組合，像鉑銠 - 鉑、鎳鉻 - 鎳硅等不同組合有著各自特點(diǎn)和適用溫度范圍;熱電阻主要采用單一金屬材料，如鉑、銅等，它們的感溫特性決定了熱電阻在特定溫度區(qū)間及環(huán)境下的測(cè)溫表現(xiàn)。

應(yīng)用領(lǐng)域中，熱電偶在高溫工業(yè)場(chǎng)合如鋼鐵冶煉、火力發(fā)電、陶瓷燒制等應(yīng)用廣泛;熱電阻則在高精度低溫控制場(chǎng)景里大顯身手，比如化工低溫反應(yīng)、藥品冷藏儲(chǔ)存以及科研低溫實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。

此外，還可以通過(guò)查看標(biāo)牌、依據(jù)結(jié)構(gòu)、觀察接線板以及測(cè)量電阻值等小妙招來(lái)區(qū)分它們。

(二)選擇建議

當(dāng)需要選擇合適的溫度傳感器時(shí)，可以參考以下建議：

根據(jù)測(cè)量溫度范圍選擇：如果測(cè)量的溫度通常在 500℃以上，比如鋼鐵冶煉高爐內(nèi)部溫度、陶瓷燒制的高溫?zé)Y(jié)階段等高溫環(huán)境，一般選擇熱電偶更為合適;要是測(cè)量溫度在 500℃以下，像食品冷凍儲(chǔ)存冷庫(kù)內(nèi)溫度、科研實(shí)驗(yàn)中接近絕對(duì)零度的低溫條件等，熱電阻則是更好的選擇。

依據(jù)測(cè)量精度要求選擇：在對(duì)溫度測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合，例如化工生產(chǎn)的低溫反應(yīng)環(huán)節(jié)中需要精確控制反應(yīng)溫度、制藥行業(yè)藥品冷藏儲(chǔ)存要求溫度波動(dòng)極小的情況，熱電阻憑借其高精度、復(fù)現(xiàn)性好的特點(diǎn)更為適用;而在一些對(duì)精度要求不是特別高，但需要快速響應(yīng)溫度變化的場(chǎng)景，像一些普通工業(yè)環(huán)境中大致掌握溫度情況，熱電偶的響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)就能發(fā)揮出來(lái)，可以選擇熱電偶。

考慮使用環(huán)境條件選擇：在高溫、強(qiáng)腐蝕、振動(dòng)、磁場(chǎng)和輻照等惡劣環(huán)境中，熱電偶的穩(wěn)定性和抗干擾能力相對(duì)更好，更能適應(yīng)復(fù)雜惡劣的工況，如煉油、化工、冶金等領(lǐng)域的高溫且復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境;而在相對(duì)溫和、無(wú)強(qiáng)腐蝕等普通環(huán)境條件下，熱電阻的使用壽命較長(zhǎng)，也能穩(wěn)定可靠地工作，常用于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、普通工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)等環(huán)境里進(jìn)行溫度測(cè)量。