RTD-датчики та термопари | Основні відмінності та застосування

RTD та термопари: ключові датчики температури

Детектори опору температури (RTD) та термопари — це два фундаментальні типи датчиків температури. Хоча обидва служать основною функцією вимірювання температури, їхні принципи роботи значно відрізняються.

RTD спирається на передбачувану зміну електричного опору одного металевого елемента при зміні температури. Натомість, термопара працює на основі ефекту Зебека, коли на з'єднанні двох різних металів генерується різниця напруги (електромотивна сила, EMF), і ця напруга відповідає різниці температур.

Окрім цих двох, іншими поширеними пристроями для вимірювання температури є термостати та термістори. Загалом, датчики температури працюють, виявляючи фізичні зміни, такі як опір або напруга, які корелюють з тепловою енергією в системі. Наприклад, у RTD зміни опору відображають зміни температури, тоді як у термопарі зміни EMF вказують на зміни температури.

Нижче ми розглянемо ключові відмінності між RTD та термопарами, що йдуть поза їхніми основними принципами роботи.

Визначення RTD

RTD означає Детектор опору температури. Він визначає температуру, вимірюючи електричний опір металевого чутливого елемента. Коли температура зростає, опір металевої дротини зростає; навпаки, він зменшується, коли температура падає. Це передбачуваний зв'язок опору-температури дозволяє точне вимірювання температури.

Метали з добре виведеними кривими опору-температури зазвичай використовуються при виготовленні RTD. Поширені матеріали включають мідь, нікель та платину. Платина найбільш широко використовується через свою відмінну стабільність та лінійність в широкому діапазоні температур (звичайно від -200°C до 600°C). Нікель, хоча й дешевший, демонструє нелінійну поведінку вище 300°C, що обмежує його використання.

Визначення термопари

Термопара — це термоелектричний датчик, який генерує напругу відповідно до різниці температур через термоелектричний (Зебека) ефект. Він складається з двох різних металевих дротин, з'єднаних одним кінцем (вимірювальне з'єднання). Коли це з'єднання виставляється на тепло, генерується напруга, пропорційна різниці температур між вимірювальним з'єднанням та референтним (холодним) з'єднанням.

Різні комбінації металів дають різні діапазони температур та вихідні характеристики. Поширені типи включають:

• Тип J (Железо-Константан)

• Тип K (Хромель-Алюмель)

• Тип E (Хромель-Константан)

• Тип B (Платина-Родій)

Ці стандартизовані типи дозволяють термопарам працювати в широкому діапазоні, зазвичай від -200°C до більше 2000°C, що робить їх придатними для високотемпературних застосувань. Термопари також відомі як термоелектричні термометри.

Основні відмінності між RTD та термопарою

Висновок

Обидва, RTD та термопари, мають свої відмінності та переваги, що робить їх придатними для різних застосувань. RTD використовуються там, де важливо висока точність, стабільність та повторюваність, наприклад, в лабораторних та промислових системах керування процесами. Термопари ідеально підходять для застосувань, які потребують широких діапазонів температур, швидкої реакції та економічності, особливо в умовах високих температур. Вибір між ними остаточно залежить від конкретних вимог застосування, включаючи діапазон температур, точність, час реакції та бюджет.