Les thermocouples et les détecteurs de température à résistance (RTD) sont appelés capteurs de température et sont largement utilisés dans les systèmes de contrôle de la température (en particulier lorsqu'ils sont utilisés avec des thermocouples). Régulateurs de température PID) comme détecteurs pour mesurer la température, mais quelle est la différence entre ces deux capteurs de température ? Dans cet article, nous allons vous fournir des informations complètes à leur sujet, alors commençons !
Qu'est-ce que le thermocouple ?
Un thermocouple est un capteur de température qui fonctionne sur la base de l'effet thermoélectrique. Cet effet vous laisse peut-être perplexe, laissez-moi vous l'expliquer. Selon Wikipedia, l'effet thermoélectrique se produit lorsque des températures différentes sont appliquées aux deux extrémités d'un fil métallique, qu'une force électromotrice est générée aux deux extrémités du fil métallique et qu'un courant circule dans le fil métallique après la fermeture du circuit (ce phénomène est également connu sous le nom d'effet Seebeck).
Les thermocouples sont constitués de deux matériaux différents tels que le nickel chrome et le nickel aluminium, etc. Voir le tableau ci-dessous pour plus de détails sur les différents types de thermocouples.
Pourquoi faut-il deux matériaux métalliques différents ? Avec un seul matériau, même la partie chaude et la partie froide ont une différence de tension, mais la différence de tension de la partie froide (borne de mesure) est toujours nulle ; avec deux matériaux différents, la tension de la partie froide sera différente.
Tension de sortie du thermocouple sous un matériau
Tension de sortie du thermocouple sous deux matériaux différents
Qu'est-ce qu'un détecteur de température à résistance (RTD) ?
Le détecteur de température à résistance fonctionne selon le principe de la variation de la résistance en fonction de la température.
Les RTD sont composés de matériaux sensibles à la température, tels que le platine, le nickel ou le cuivre, dont la résistance augmente linéairement avec la température. Leurs caractéristiques linéaires font des RTD un bon choix pour la détection de la température.
Contrairement aux thermocouples, les thermistances offrent une plage de mesure de température limitée, mais une plus grande précision (±0,1℃, alors que la précision des thermocouples est de ±1℃) et une plus grande sensibilité. Ils sont couramment utilisés dans les applications qui nécessitent un contrôle précis de la température, telles que les équipements médicaux, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, et l'électronique grand public.
Quelles sont les différences entre eux ?
1. Le principe de fonctionnement est différentLe thermocouple utilise l'effet thermoélectrique pour détecter la température, tandis que le RTD utilise la différence de résistance pour mesurer la température.
2. La plage de température de mesure est différentet : la plage de mesure de la température des thermocouples s'étend de -270°C à +3000°C, tandis que la plage de mesure de la température des sondes à résistance s'étend de -200°C à +850°C (sondes à résistance en platine), de -200°C à +300°C (sondes à résistance en nickel), de 50°C à +150°C (sondes à résistance en cuivre).
3. Différents domaines d'application: Les thermocouples sont utilisés dans une large gamme d'applications. Ils présentent les avantages d'une structure simple, d'une fabrication aisée, d'une large plage de mesure, d'une grande précision, d'une faible inertie et d'une transmission aisée des signaux de sortie sur de longues distances. En outre, le thermocouple étant un capteur passif, il ne nécessite pas d'alimentation externe pendant la mesure, ce qui le rend très pratique à utiliser. C'est pourquoi il est souvent utilisé pour mesurer la température des gaz ou des liquides dans les fours et les tuyaux, ainsi que la température de surface des solides. Cependant, le RTD n'est pas largement utilisé en raison de son prix élevé et de sa plage de détection étroite.
4. Différence de coût: Généralement, le prix des RTD est plus élevé que celui des thermocouples, par exemple le prix du platine est 2 à 3 fois plus élevé que celui des thermocouples de type K ou J.
5. Le nombre de fils diffère: un thermocouple a deux fils, alors qu'un RTD en a trois dans la plupart des cas.
6. Différence de précision: L'erreur de précision des thermocouples est de ±1°C, tandis que la précision des sondes à résistance est de ±0,1°C. La précision des capteurs de température à résistance est 10 fois supérieure à celle des thermocouples, de sorte que les thermocouples conviennent mieux aux cas où les exigences de précision sont plus élevées.
Applications et industries
Thermocouples :
- Fours industriels : Les thermocouples sont couramment utilisés pour mesurer la température dans les fours industriels et les étuves pour des processus tels que le traitement thermique, le forgeage et le recuit.
- Systèmes HVAC : Les thermocouples sont utilisés dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) pour surveiller et contrôler les températures dans les bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels.
- Automobile : Les thermocouples sont utilisés dans les applications automobiles pour mesurer la température des gaz d'échappement, la température du moteur et contrôler les performances et la sécurité de divers composants.
- Aérospatiale et aviation : Les thermocouples jouent un rôle essentiel dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'aviation en mesurant les températures dans les moteurs d'avion, les chambres de combustion et d'autres composants critiques.
- Industrie alimentaire : Les thermocouples sont utilisés dans la transformation et la fabrication de produits alimentaires pour la surveillance et le contrôle de la température dans les processus de cuisson, de boulangerie, de stérilisation et de réfrigération.
Détecteurs de température à résistance (RTD) :
- Laboratoire et recherche scientifique : Les RTD sont couramment utilisés dans les équipements de laboratoire et les applications de recherche scientifique en raison de leur grande précision et de leur stabilité, notamment en chromatographie, en spectrométrie et dans les appareils médicaux.
- Produits pharmaceutiques : Les RTD sont utilisés dans les processus de fabrication de produits pharmaceutiques pour un contrôle précis de la température lors de la stérilisation, de la fermentation et d'autres processus critiques.
- Biotechnologie : Les RTD trouvent des applications dans les industries biotechnologiques pour la surveillance de la température dans les bioréacteurs, les incubateurs et d'autres équipements utilisés dans les bioprocédés et la fermentation.
- Industries de transformation : Les RTD sont largement utilisés dans les industries de transformation telles que la chimie, la pétrochimie, le pétrole et le gaz pour mesurer la température dans les réacteurs, les pipelines, les colonnes de distillation et d'autres équipements de transformation.
- Surveillance de l'environnement : Les RTD sont utilisés dans les systèmes de surveillance de l'environnement pour mesurer la température dans les stations météorologiques, les chambres climatiques et les équipements de surveillance de l'environnement.
Conclusion
En lisant le contenu ci-dessus, je pense que vous avez bien compris les différences entre les thermocouples et les résistances thermiques en termes de principe de fonctionnement, de plage de mesure de la température, d'application, de coût, de nombre de fils, de précision, etc. La compréhension de ces différences peut nous aider à mieux les utiliser.
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