RTD un termoelementi | Galvenās atšķirības un lietojums

RTD un termokopuli: Galvenie temperatūras sensori

Rezistīvās temperatūras detektori (RTD) un termokopuli ir divi fundamentālie temperatūras sensoru veidi. Lai arī abiem galvenais uzdevums ir mērīt temperatūru, to darbības principi būtiski atšķiras.

RTD balstās uz prognozējamām elektriskās pretestības izmaiņām vienā metāla elementā, kā reakcija uz temperatūras maiņu. Savukārt termokopulis darbojas, pamatojoties uz Zēbeka efektu, kur šķīdinošo spēku (elektromotīvā spēka, EMF) izveido divu dažādu metālu savienojuma vietā, un šis spriegums atbilst temperatūras atšķirībai.

Pāri šiem diviem, citi izplatīti temperatūras sensori ietver termostātus un termistorus. Vispārīgi runājot, temperatūras sensori darbojas, uztverot fizikālas izmaiņas, piemēram, pretestību vai spriegumu, kas saistīts ar sistēmas termisko enerģiju. Piemēram, RTD apgalvo, ka pretestības izmaiņas atspoguļo temperatūras svārstības, bet termokopulī EMF izmaiņas norāda temperatūras mainību.

Lēnāk mēs pētām galvenās atšķirības starp RTD un termokopuli, pārsniedzot to pamata darbības principus.

RTD definīcija

RTD nozīmē Rezistīvā temperatūras detektors. Tas nosaka temperatūru, mērojot metāliskā uztveres elementa elektriskās pretestības. Kad temperatūra pieaug, metāla vada pretestība palielinās; otrādi, tā samazinās, kad temperatūra samazinās. Šī prognozējamā pretestības-temperatūras attiecība ļauj precīzi mērīt temperatūru.

RTD konstrukcijā parasti tiek izmantoti metāli ar labi izprastām pretestības-temperatūras krivām. Izmantotie materiāli ietver mēdmelni, nikeli un plātinu. Plātins tiek visplašāk izmantots tā labā stabilitātei un lineāritātei plašā temperatūras diapazonā (parasti -200°C līdz 600°C). Nikels, neraugoties uz tā zemāko cenu, rāda nelīnijveida uzvedību virs 300°C, ierobežojot tā lietošanu.

Termokopula definīcija

Termokopulis ir termoelektrisks sensors, kas ģenerē spriegumu, reaģējot uz temperatūras atšķirībām, izmantojot termoelektrisko (Zēbeku) efektu. Tas sastāv no diviem dažādiem metāla vadiem, kas savienoti vienā beigā (mērīšanas savienojumā). Kad šis savienojums tiek izvirzīts karstumam, tiek ģenerēts spriegums, kas proporcionāls temperatūras atšķirībai starp mērīšanas savienojumu un referenci (salnu) savienojumu.

Dažādas metālu kombinācijas dod dažādus temperatūras diapazonus un izvades raksturlielus. Izmantotie tipi ietver:

• Tips J (Dzelzs-Konstantans)

• Tips K (Hromelis-Alumelis)

• Tips E (Hromelis-Konstantans)

• Tips B (Plātins-Rhodijs)

Šie standartizētie tipi ļauj termokopulim darboties plašā temperatūras diapazonā, parasti no -200°C līdz virs 2000°C, padarot tos piemērotiem augstām temperatūrām. Termokopulis ir arī pazīstami kā termoelektriskie termometri.

Galvenās atšķirības starp RTD un termokopuli

Secinājums

Abi RTD un termokopuli piedāvā atsevišķus priekšrocības un ierobežojumus, padarot tos piemērotiem dažādām lietojumprogrammām. RTD tiek izmantoti, ja nepieciešama augsta precizitāte, stabilitāte un atkārtotspēja, piemēram, laboratorijā un rūpnieciskajos procesa kontrolē. Termokopuli ir ideāli lietojumiem, kas prasa plašus temperatūras diapazonus, ātru reakciju un ekonomiskumu, īpaši augstās temperatūras vidē. Izvēle starp abiem galu galā atkarīga no konkrētās lietojumprogrammas specifiskajām prasībām, tostarp temperatūras diapazona, precizitātes, reakcijas laika un budžeta.