Термопары и резистивные детекторы температуры (RTD) называются датчиками температуры и широко используются в системах контроля температуры (особенно в сочетании с ПИД-регуляторы температуры) в качестве датчиков для измерения температуры, но в чем разница между этими двумя температурными датчиками? В этой статье мы предоставим полную информацию о них, а теперь давайте начнем!
Что такое термопара?
Термопара - это датчик температуры, работа которого основана на термоэлектрическом эффекте. Возможно, вы запутались в этом эффекте, позвольте мне объяснить. Согласно Википедии, термоэлектрический эффект возникает, когда к обоим концам металлической проволоки прикладываются различные температуры, на обоих концах проволоки возникает электродвижущая сила, а после замыкания цепи через нее течет ток (это явление также известно как эффект Зеебека).
Термопары состоят из два разных материала такие как никель-хром, никель-алюминий и т.д. Более подробная информация о различных типах термопар приведена в таблице ниже.
Зачем нужны два разных металлических материала? Если материал один, то даже горячая и холодная части имеют разницу в напряжении, но на холодной части (измерительной клемме) разница в напряжении все равно равна нулю, если два разных материала, то напряжение на холодной части будет отличаться.
Выходное напряжение термопары под одним материалом
Выходное напряжение термопары при использовании двух различных материалов
Что такое резистивный температурный детектор (RTD)?
Температурный детектор сопротивления работает по принципу изменения сопротивления при различных температурах.
ТДС состоят из термочувствительных материалов, таких как платина, никель или медь, сопротивление которых линейно увеличивается с ростом температуры. Их линейные характеристики делают ТДС хорошим выбором для измерения температуры.
В отличие от термопар, термисторы имеют ограниченный диапазон измерения температуры, но обладают большей точностью (±0,1℃, в то время как точность термопары составляет ±1℃) и чувствительностью. Они широко используются в приложениях, требующих точного контроля температуры, таких как медицинское оборудование, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также бытовая электроника.
Чем они отличаются друг от друга?
1. Принцип работы различенТермопара использует термоэлектрический эффект для определения температуры, в то время как RTD использует разность сопротивлений для измерения температуры.
2. Диапазон измеряемых температур различенt: диапазон измерения температуры термопары от -270°C до +3000°C, диапазон измерения температуры ТДС от -200°C до +850°C (платиновый ТДС), от -200°C до +300°C (никелевый ТДС), от 50°C до +150°C (медный ТДС).
3. Различные области применения: Термопары используются в широком диапазоне применений. Их достоинствами являются простота конструкции, удобство изготовления, широкий диапазон измерений, высокая точность, малая инерционность и простота передачи выходных сигналов на большие расстояния. Кроме того, поскольку термопара является пассивным датчиком, она не требует внешнего источника питания во время измерения, что делает ее очень удобной в использовании. Поэтому ее часто используют для измерения температуры газа или жидкости в печах и трубах, а также температуры поверхности твердых тел. Однако RTD не получил широкого распространения из-за высокой цены и узкого диапазона обнаружения.
4. Разница в стоимости: Как правило, цена на RTD выше, чем на термопару, например, цена на платину в 2-3 раза выше, чем на термопары типа K или J.
5. Количество проводов различно: Термопара имеет два провода, в то время как RTD в большинстве случаев имеет три провода.
6. Разница в точности: Погрешность точности термопар составляет ±1°C, в то время как погрешность RTD составляет ±0,1°C. Точность датчиков температуры RTD в 10 раз выше, чем у термопар, поэтому термопары больше подходят для случаев с более высокими требованиями к точности.
Применение и отрасли промышленности
Термопары:
- Промышленные печи и духовки: Термопары широко используются для измерения температуры в промышленных печах и духовках для таких процессов, как термообработка, ковка и отжиг.
- Системы ОВКВ: Термопары используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) для контроля и управления температурой в жилых, коммерческих и промышленных зданиях.
- Автомобильная промышленность: Термопары используются в автомобильной промышленности для измерения температуры выхлопных газов, температуры двигателя и контроля различных компонентов для обеспечения производительности и безопасности.
- Аэрокосмическая и авиационная промышленность: Термопары играют важную роль в аэрокосмической и авиационной промышленности для измерения температуры в авиационных двигателях, камерах сгорания и других критически важных компонентах.
- Пищевая промышленность: Термопары используются в пищевой промышленности для контроля и регулирования температуры в процессах приготовления, выпечки, стерилизации и охлаждения.
Детекторы температуры сопротивления (RTD):
- Лаборатория и научные исследования: Благодаря высокой точности и стабильности RTD широко используются в лабораторном оборудовании и научно-исследовательских приложениях, например, в хроматографии, спектрометрии и медицинских приборах.
- Фармацевтика: Термостаты RTD используются в фармацевтическом производстве для точного контроля температуры при стерилизации, ферментации и других критических процессах.
- Биотехнологии: RTD находят применение в биотехнологической промышленности для контроля температуры в биореакторах, инкубаторах и другом оборудовании, используемом в биопроцессах и ферментации.
- Технологические отрасли: ТДС широко используются в технологических отраслях, таких как химическая, нефтехимическая и нефтегазовая, для измерения температуры в реакторах, трубопроводах, дистилляционных колоннах и другом технологическом оборудовании.
- Мониторинг окружающей среды: ТДС используются в системах мониторинга окружающей среды для измерения температуры на метеостанциях, в климатических камерах и оборудовании для мониторинга окружающей среды.
Заключение
Прочитав вышеизложенное, я полагаю, что вы полностью осознали различия между термопарами и терморезисторами с точки зрения принципа работы, диапазона измерения температуры, применения, стоимости, количества проводов, точности и т.д. Понимание этих различий поможет нам лучше их использовать.
Lorentzzi® мы можем предоставить множество видов датчиков температуры для вашего применения. Пожалуйста, связаться с нами для получения профессиональной консультации и помощи в выборе датчика температуры, отвечающего вашим конкретным требованиям.
