Tanto os termopares quanto os detectores de temperatura por resistência (RTD) são chamados de sensores de temperatura e são amplamente usados em sistemas de controle de temperatura (especialmente quando usados com Controladores de temperatura PID) como detectores para medir a temperatura, mas qual é a diferença entre esses dois sensores de temperatura? Neste artigo, forneceremos um conhecimento completo sobre eles. Agora vamos começar!
O que é o termopar?
Um termopar é um sensor de temperatura que funciona com base no efeito termoelétrico. Talvez você esteja confuso sobre esse efeito, deixe-me explicar. De acordo com a Wikipedia, o efeito termoelétrico ocorre quando temperaturas diferentes são aplicadas a ambas as extremidades de um pedaço de fio metálico, uma força eletromotriz é gerada em ambas as extremidades do fio metálico e a corrente flui pelo fio metálico depois que o circuito é fechado (esse fenômeno também é conhecido como efeito Seebeck).
Os termopares são compostos de dois materiais diferentes como níquel-cromo e níquel-alumínio etc. Consulte a tabela abaixo para obter mais detalhes sobre os diferentes tipos de termopares.
Por que são necessários dois materiais metálicos diferentes? Se for de um material, até mesmo a parte quente e a parte fria têm diferença de tensão, mas a diferença de tensão da parte fria (terminal de medição) ainda é zero; se forem de dois materiais diferentes, a tensão da parte fria será diferente.
Tensão de saída do termopar em um material
Tensão de saída do termopar em dois materiais diferentes
O que é um detector de temperatura por resistência (RTD)?
O detector de temperatura por resistência funciona com base no princípio de que a resistência muda sob diferentes temperaturas.
Os RTDs são compostos de materiais sensíveis à temperatura, como platina, níquel ou cobre, cuja resistência aumenta linearmente com o aumento da temperatura. Suas características lineares fazem dos RTDs uma boa opção para detecção de temperatura.
Diferentemente dos termopares, os termistores oferecem uma faixa limitada de medição de temperatura, mas oferecem maior precisão (±0,1℃, enquanto a precisão do termopar é de ±1℃) e sensibilidade. Eles são normalmente usados em aplicações que exigem controle preciso da temperatura, como equipamentos médicos, sistemas HVAC e eletrônicos de consumo.
Quais são as diferenças entre eles?
1. O princípio de funcionamento é diferenteO termopar usa o efeito termoelétrico para detectar a temperatura, enquanto o RTD usa a diferença de resistência para medir a temperatura.
2. A faixa de temperatura de medição é diferentet: a medição de temperatura do termopar varia de -270°C a +3000°C, enquanto a faixa de medição de temperatura do RTD é de -200°C a +850°C (RTD de platina), -200°C a +300°C (RTD de níquel), 50°C a +150°C (RTD de cobre).
3. Diferentes faixas de aplicação: Os termopares são usados em uma ampla gama de aplicações. Eles têm as vantagens de uma estrutura simples, fabricação conveniente, ampla faixa de medição, alta precisão, pequena inércia e fácil transmissão de sinais de saída a longa distância. Além disso, como o termopar é um sensor passivo, ele não requer uma fonte de alimentação externa durante a medição, o que torna seu uso muito conveniente. Portanto, ele é frequentemente usado para medir a temperatura de gás ou líquido em fornos e tubulações, bem como a temperatura da superfície de sólidos. No entanto, o RTD não é muito usado devido ao alto preço do produto e à faixa de detecção estreita.
4. Diferença de custo: Em geral, o preço do RTD é mais alto do que o do termopar, como o preço da platina, que é 2 a 3 vezes mais alto do que o dos termopares do tipo K ou J.
5. O número de fios é diferente: um termopar tem dois fios, enquanto um RTD tem 3 fios na maioria dos casos.
6. Diferença na precisão: O erro de precisão dos termopares é de ±1°C, enquanto a precisão dos RTDs é de ±0,1°C. A precisão dos sensores de temperatura RTD é 10 vezes maior que a dos termopares, portanto, os termopares são mais adequados para ocasiões com requisitos de precisão mais altos.
Aplicativos e setores
Termopares:
- Fornalhas e fornos industriais: Os termopares são comumente usados para medição de temperatura em fornos industriais e fornos para processos como tratamento térmico, forjamento e recozimento.
- Sistemas HVAC: Os termopares são empregados em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) para monitorar e controlar as temperaturas em edifícios residenciais, comerciais e industriais.
- Automotivo: Os termopares são usados em aplicações automotivas para medir as temperaturas dos gases de escape, as temperaturas do motor e monitorar vários componentes quanto ao desempenho e à segurança.
- Aeroespacial e aviação: Os termopares desempenham um papel fundamental nos setores aeroespacial e de aviação para medir temperaturas em motores de aeronaves, câmaras de combustão e outros componentes críticos.
- Indústria alimentícia: Os termopares são utilizados no processamento e na fabricação de alimentos para monitoramento e controle de temperatura em processos de cozimento, assamento, esterilização e refrigeração.
Detectores de temperatura por resistência (RTDs):
- Laboratório e pesquisa científica: Os RTDs são comumente usados em equipamentos de laboratório e aplicações de pesquisa científica devido à sua alta precisão e estabilidade, como em cromatografia, espectrometria e dispositivos médicos.
- Produtos farmacêuticos: Os RTDs são empregados em processos de fabricação de produtos farmacêuticos para o controle preciso da temperatura na esterilização, fermentação e outros processos críticos.
- Biotecnologia: Os RTDs encontram aplicações nos setores de biotecnologia para monitoramento de temperatura em biorreatores, incubadoras e outros equipamentos usados em bioprocessamento e fermentação.
- Indústrias de processo: Os RTDs são amplamente utilizados nos setores de processo, como químico, petroquímico e de petróleo e gás, para medição de temperatura em reatores, tubulações, colunas de destilação e outros equipamentos de processamento.
- Monitoramento ambiental: Os RTDs são usados em sistemas de monitoramento ambiental para medir a temperatura em estações meteorológicas, câmaras climáticas e equipamentos de monitoramento ambiental.
Conclusão
Ao ler o conteúdo acima, acredito que você tenha entendido perfeitamente as diferenças entre termopares e resistores térmicos em termos de princípio de funcionamento, faixa de medição de temperatura, aplicação, custo, número de fios, precisão, etc. A compreensão dessas diferenças pode nos ajudar a usá-los melhor.
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