Tanto los termopares como los detectores de temperatura de resistencia (RTD) se denominan sensores de temperatura, y se utilizan ampliamente en sistemas de control de temperatura (especialmente cuando se utilizan con Reguladores de temperatura PID) como detectores para medir la temperatura, pero ¿cuál es la diferencia entre estos dos sensores de temperatura? En este artículo vamos a proporcionar un conocimiento completo sobre ellos, ¡ahora vamos a empezar!
¿Qué es el termopar?
Un termopar es un sensor de temperatura que funciona basado en el efecto termoeléctrico. Ahora bien, tal vez esté confundido acerca de este efecto, permítame que se lo explique. Según Wikipedia, el efecto termoeléctrico se produce cuando se aplican temperaturas diferentes a ambos extremos de un trozo de alambre metálico, se genera una fuerza electromotriz en ambos extremos del alambre metálico y fluye corriente a través del alambre metálico después de cerrar el circuito (este fenómeno también se conoce como efecto Seebeck).
Los termopares están formados por dos materiales diferentes como el níquel-cromo y el níquel-aluminio, etc. Consulte la tabla siguiente para obtener más información sobre los distintos tipos de termopares.
¿Por qué se necesitan dos materiales metálicos diferentes? Si un material, incluso la parte caliente y la parte fría tienen diferencia de voltaje, pero la parte fría (terminal de medición) diferencia de voltaje sigue siendo cero, si dos materiales diferentes, el voltaje de la parte fría será diferente.
Tensión de salida del termopar bajo un material
Tensión de salida del termopar con dos materiales diferentes
¿Qué es un detector de temperatura por resistencia (RTD)?
El detector de temperatura por resistencia funciona según el principio de que la resistencia cambia a diferentes temperaturas.
Las RTD están compuestas por materiales sensibles a la temperatura, como el platino, el níquel o el cobre, cuya resistencia aumenta linealmente al aumentar la temperatura. Sus características lineales hacen que los RTD sean una buena elección para detectar la temperatura.
A diferencia de los termopares, los termistores ofrecen un rango de medición de temperatura limitado, pero ofrecen mayor precisión (±0,1℃, mientras que la precisión de los termopares es de ±1℃) y sensibilidad. Se suelen utilizar en aplicaciones que requieren un control preciso de la temperatura, como equipos médicos, sistemas de climatización y electrónica de consumo.
¿Cuáles son las diferencias entre ellos?
1. El principio de funcionamiento es diferenteEl termopar utiliza el efecto termoeléctrico para detectar la temperatura, mientras que el RTD utiliza la diferencia de resistencia para medir la temperatura.
2. El rango de temperatura de medición es diferentet: la medición de temperatura con termopar oscila entre -270°C y +3000°C, mientras que la medición de temperatura con RTD oscila entre -200°C y +850°C(RTD de platino), -200°C y +300°C(RTD de níquel), 50°C y +150°C(RTD de cobre).
3. Diferentes ámbitos de aplicación: Los termopares se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. Presentan las ventajas de una estructura sencilla, una fabricación cómoda, un amplio rango de medición, una gran precisión, una pequeña inercia y una fácil transmisión a larga distancia de las señales de salida. Además, como el termopar es un sensor pasivo, no necesita una fuente de alimentación externa durante la medición, por lo que su uso es muy cómodo. Por ello, se suele utilizar para medir la temperatura de gases o líquidos en hornos y tuberías, así como la temperatura superficial de sólidos. Sin embargo, el uso del RTD no está muy extendido debido al elevado precio del producto y a su estrecho rango de detección.
4. Diferencia de costes: Generalmente, el precio del RTD es más alto que el del termopar, como por ejemplo el precio del platino es 2-3 veces más alto que el de los termopares tipo K o J.
5. El número de hilos difiere: un termopar tiene dos hilos, mientras que un RTD tiene 3 hilos en la mayoría de los casos.
6. Diferencia de precisión: El error de precisión de los termopares es de ±1°C, mientras que la precisión de los RTD es de ±0,1°C. La precisión de los sensores de temperatura RTD es 10 veces superior a la de los termopares, por lo que los termopares son más adecuados para ocasiones con mayores requisitos de precisión.
Aplicaciones e industrias
Termopares:
- Hornos industriales: Los termopares se utilizan habitualmente para medir la temperatura en hornos y estufas industriales para procesos como el tratamiento térmico, la forja y el recocido.
- Sistemas HVAC: Los termopares se emplean en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) para supervisar y controlar las temperaturas en edificios residenciales, comerciales e industriales.
- Automoción: Los termopares se utilizan en aplicaciones de automoción para medir las temperaturas de los gases de escape, las temperaturas del motor y controlar diversos componentes para el rendimiento y la seguridad.
- Aeroespacial y aviación: Los termopares desempeñan un papel fundamental en las industrias aeroespacial y de aviación para medir temperaturas en motores de aeronaves, cámaras de combustión y otros componentes críticos.
- Industria alimentaria: Los termopares se utilizan en el procesamiento y la fabricación de alimentos para supervisar y controlar la temperatura en los procesos de cocción, horneado, esterilización y refrigeración.
Detectores de temperatura por resistencia (RTD):
- Laboratorio e investigación científica: Las RTD se utilizan habitualmente en equipos de laboratorio y aplicaciones de investigación científica debido a su gran precisión y estabilidad, como en cromatografía, espectrometría y dispositivos médicos.
- Industria farmacéutica: Los RTD se emplean en procesos de fabricación farmacéutica para el control preciso de la temperatura en esterilización, fermentación y otros procesos críticos.
- Biotecnología: Las RTD encuentran aplicaciones en las industrias biotecnológicas para la monitorización de la temperatura en biorreactores, incubadoras y otros equipos utilizados en el bioprocesamiento y la fermentación.
- Industrias de procesos: Las RTD se utilizan ampliamente en industrias de procesos como la química, petroquímica y del petróleo y gas para medir la temperatura en reactores, tuberías, columnas de destilación y otros equipos de procesamiento.
- Monitorización medioambiental: Las RTD se utilizan en sistemas de monitorización medioambiental para medir la temperatura en estaciones meteorológicas, cámaras climáticas y equipos de monitorización medioambiental.
Conclusión
Al leer el contenido anterior, creo que ha comprendido perfectamente las diferencias entre los termopares y las resistencias térmicas en cuanto a principio de funcionamiento, rango de medición de temperatura, aplicación, coste, número de hilos, precisión, etc. Comprender estas diferencias puede ayudarnos a utilizarlos mejor.
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