ความแตกต่างระหว่างเทอร์โมคัปเปิลและตัวต้านทานความร้อนคืออะไร?

ทั้งเทอร์โมคัปเปิลและ RTD ใช้การวัดอุณหภูมิสัมผัส แม้ว่าพวกเขาทั้งคู่จะวัดอุณหภูมิของวัตถุ แต่หลักการทำงานและลักษณะต่าง ๆ ก็แตกต่างกัน เทอร์โมคัปเปิลเป็นอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด RTD ไม่ต้องการสายชดเชยและมีราคาถูกกว่าเทอร์โมคัปเปิล

เทอร์โมคัปเปิลและ RTDS แตกต่างกันอย่างไร?

เทอร์โมคัปเปิล

เทอร์โมคัปเปิล: มีความสามารถในการส่งสัญญาณไฟฟ้า 4-20MA มากขึ้นในระยะทางไกล

หลักการวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิล: การวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิลขึ้นอยู่กับผลกระทบเทอร์โมอิเล็กทริก เมื่อตัวนำสองตัวที่แตกต่างกันหรือเซมิคอนดักเตอร์เชื่อมต่อในวงจรปิดความแตกต่างของอุณหภูมิที่สองทางแยกจะสร้างศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกในวงจร ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริกหรือที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ SeeBeck ศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกที่สร้างขึ้นในวงจรปิดประกอบด้วยศักยภาพสองประเภท: ศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกและศักยภาพในการสัมผัส ศักยภาพของเทอร์โมอิเล็กทริกหมายถึงศักยภาพไฟฟ้าที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองของตัวนำ ตัวนำที่แตกต่างกันมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่แตกต่างกันดังนั้นศักยภาพที่สร้างขึ้นก็แตกต่างกันเช่นกัน ศักยภาพในการติดต่อตามชื่อแนะนำหมายถึงศักยภาพที่เกิดขึ้นเมื่อตัวนำที่แตกต่างกันสองตัวเข้ามาสัมผัสเนื่องจากการแพร่กระจายของอิเล็กตรอนที่เกิดจากความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่แตกต่างกัน ขนาดของศักยภาพในการติดต่อขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุของตัวนำทั้งสองและอุณหภูมิที่จุดติดต่อ ข้อดีของเทอร์โมคัปเปิลรวมถึงช่วงการวัดอุณหภูมิที่กว้างประสิทธิภาพที่ค่อนข้างเสถียรโครงสร้างที่เรียบง่ายการตอบสนองแบบไดนามิกที่ดีและความสามารถในการส่งสัญญาณ 4-20MA จากระยะไกลอำนวยความสะดวกในการควบคุมอัตโนมัติและส่วนกลาง

ปัจจุบันเทอร์โมคัปเปิลใช้ตามข้อกำหนดมาตรฐานในระดับสากล ในระดับสากลเทอร์โมคัปเปิลแบ่งออกเป็นแปดเกรดที่แตกต่างกัน: B, R, S, K, N, E, J และ T. พวกเขาสามารถวัดอุณหภูมิต่ำถึง -270 องศาและสูงถึง 1,800 องศา B, R และ S เป็นของชุดทองคำขาวของเทอร์โมคัปเปิล เนื่องจากแพลตตินัมเป็นโลหะมีค่าพวกเขาจึงเรียกว่าเทอร์โมคัปเปิลโลหะมีค่าในขณะที่เกรดที่เหลือเรียกว่าเทอร์โมคับเปิลโลหะราคาไม่แพง เทอร์โมคัปเปิลมีสองประเภท: มาตรฐานและเกราะ

เทอร์โมคับเปิลมาตรฐานโดยทั่วไปประกอบด้วยอิเล็กโทรดเทอร์โมคัปเปิลท่อฉนวน, ปลอกป้องกันและกล่องแยก ในทางกลับกันเทอร์โมคัปเปิลหุ้มเกราะถูกสร้างขึ้นโดยการประกอบลวดเทอร์โมคัปเปิลวัสดุฉนวนและปลอกป้องกันโลหะจากนั้นยืดออกเป็นโครงสร้างที่เป็นของแข็ง อย่างไรก็ตามสัญญาณไฟฟ้าจากเทอร์โมคัปเปิลต้องใช้ลวดชนิดพิเศษที่เรียกว่าลวดชดเชย

เทอร์โมคัปเปิลที่แตกต่างกันต้องการสายชดเชยที่แตกต่างกัน ฟังก์ชั่นหลักของพวกเขาคือการเชื่อมต่อเทอร์โมคัปเปิลกับทางแยกอ้างอิงทำให้ห่างจากแหล่งพลังงานและทำให้อุณหภูมิเชื่อมต่ออ้างอิงมีเสถียรภาพ การชดเชยสายไฟจัดอยู่ในประเภทการชดเชยและประเภทส่วนขยาย องค์ประกอบทางเคมีของลวดขยายนั้นเหมือนกับเทอร์โมคัปเปิลที่ได้รับการชดเชย แต่ในทางปฏิบัติลวดขยายไม่ได้ทำจากโลหะเดียวกับเทอร์โมคัปเปิ้ล โดยทั่วไปจะทำจากลวดที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเช่นเดียวกับเทอร์โมคัปเปิล การเชื่อมต่อระหว่างลวดชดเชยและเทอร์โมคัปเปิลนั้นตรงไปตรงมา: ขั้วบวกของเทอร์โมคัปเปิลเชื่อมต่อกับสายสีแดงของลวดชดเชยในขณะที่ขั้วลบเชื่อมต่อกับลวดสีที่เหลืออยู่ สายชดเชยที่พบบ่อยที่สุดทำจากทองแดง - โลหะผสมนิกเกิล

เทอร์โมคัปเปิล

Thermocouples: ไม่จำเป็นต้องชดเชยสายไฟและมีราคาไม่แพงมาก

เทอร์โมคับเปิลวัดอุณหภูมิตามคุณสมบัติที่ความต้านทานของตัวนำหรือเซมิคอนดักเตอร์เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ

ข้อดีของเทอร์โมคัปเปิล: พวกเขาสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าจากระยะไกลมีความไวสูงความเสถียรที่แข็งแกร่งการแลกเปลี่ยนที่ดีและความแม่นยำที่ดี อย่างไรก็ตามพวกเขาต้องการพลังงานและไม่สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ทันที

ข้อเสียของเทอร์โมคัปเปิล: แม้ว่าจะใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมช่วงการวัดอุณหภูมิของพวกเขา จำกัด การใช้งานของพวกเขา

เทอร์โมคัปเปิลอุตสาหกรรมมักจะใช้ PT100, PT10, CU50 และ CU100 เทอร์โมคัปเปิลแพลตตินัมมักจะวัดอุณหภูมิระหว่าง -200 องศาถึง 800 องศาในขณะที่เทอร์โมคับเปิลทองแดงวัดอุณหภูมิระหว่าง -40 องศาถึง 140 องศา

เทอร์โมคัปเปิลไม่จำเป็นต้องชดเชยสายไฟและมีราคาถูกกว่าเทอร์โมคัปเปิล

Thermocouples และ RTDs เป็นสองติดต่อที่สำคัญ - เซ็นเซอร์อุณหภูมิประเภท ชื่อของพวกเขาแตกต่างกันเพียงตัวละครเดียวและทั้งคู่สามารถใช้ในการวัดอุณหภูมิของวัตถุ การเลือกระหว่างเทอร์โมคัปเปิลและ RTD ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่วัดได้ หลายคนไม่แน่ใจดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องเข้าใจความแตกต่างระหว่าง RTD และเทอร์โมคัปเปิลเมื่อเลือกเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

วิธีแยกแยะระหว่างเทอร์โมคัปเปิลและ RTDS

1. เทอร์โมคัปเปิล (TCS) ทำงานโดยการส่งสัญญาณ Millivolt เชิงเส้นเมื่อเปลี่ยนอุณหภูมิ เครื่องมือขยายสัญญาณนี้และแปลงเป็นสัญญาณอุณหภูมิ

2. RTDS (เครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทาน) ทำงานโดยการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานเชิงเส้นตรงตามอุณหภูมิ

3. เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิสามารถแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้า MV จากเทอร์โมคัปเปิ้ลหรือค่าความต้านทานจาก RTD เป็นสัญญาณ 4-20MA มาตรฐานสำหรับใช้ในการควบคุมระบบระบบอัตโนมัติ

4. RTD โดยทั่วไปจะมีราคาถูกกว่าเทอร์โมคัปเปิล

เทอร์โมคัปเปิลหรือ RTD ไหนดีกว่ากัน?

การเลือกเทอร์โมคัปเปิลควรขึ้นอยู่กับการพิจารณาอย่างครอบคลุมของช่วงอุณหภูมิการทำงานความแม่นยำที่ต้องการบรรยากาศการทำงานประสิทธิภาพของวัตถุการวัดเวลาตอบสนองและค่าใช้จ่าย - ประสิทธิผล

1. การเลือกความแม่นยำในการวัดและช่วงการวัดอุณหภูมิ

สำหรับอุณหภูมิในการทำงานระหว่าง 1300 องศาถึง 1800 องศาพร้อมข้อกำหนดความแม่นยำค่อนข้างสูง A B - ประเภทเทอร์โมคัปเปิลถูกเลือกโดยทั่วไป Tungsten - rhenium thermocouples สามารถใช้งานได้หากความแม่นยำมีความต้องการน้อยกว่าและบรรยากาศอนุญาต สูงกว่า 1,800 องศา Tungsten - โดยทั่วไปจะใช้เทอร์โมคัปเปิลของรีนีเนียม สำหรับอุณหภูมิในการทำงานระหว่าง 1,000 องศาและ 1300 องศาที่มีข้อกำหนดความแม่นยำค่อนข้างสูง s - ประเภทและ n - ประเภทเทอร์โมคัปเปิลสามารถใช้ ด้านล่าง 1,000 องศา k - ประเภทและ n {- ประเภทเทอร์โมคัปเปิลมักใช้และต่ำกว่า 400 องศา E - ประเภทเทอร์โมคูปี้มักใช้ t - ประเภทเทอร์โมคัปเปิลมักใช้สำหรับการวัดที่ต่ำกว่า 250 องศาและที่อุณหภูมิลบ t - ประเภทเทอร์โมคัปเปิลมีความเสถียรและความแม่นยำสูงที่อุณหภูมิต่ำ

2. การเลือกบรรยากาศ

s -, b -, และ k - thermocouples เหมาะสำหรับการใช้ในการออกซิไดซ์อย่างรุนแรง หากใช้ท่อป้องกันที่ค่อนข้างอากาศถ่ายเทอากาศความต้องการบรรยากาศจะเข้มงวดน้อยกว่า

3. การเลือกความทนทานและการตอบสนองความร้อน

เทอร์โมคัปเปิลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางลวดขนาดใหญ่มีความทนทานที่ดีขึ้น แต่ตอบสนองช้าลง นอกจากนี้ยังใช้กับเทอร์โมคัปเปิลที่มีความจุความร้อนที่ใหญ่ขึ้นส่งผลให้การตอบสนองช้าลงและการควบคุมอุณหภูมิที่ไม่ดีเมื่อวัดการไล่ระดับอุณหภูมิขนาดใหญ่ สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการทั้งการตอบสนองที่รวดเร็วและความทนทานในระดับหนึ่งเทอร์โมคัปเปิลหุ้มเกราะนั้นเหมาะสมกว่า

4. การเลือกเทอร์โมคัปเปิลขึ้นอยู่กับธรรมชาติและสถานะของวัตถุที่วัดได้

การวัดอุณหภูมิของวัตถุที่เคลื่อนที่วัตถุที่สั่นสะเทือนและสูง - ภาชนะรับแรงดันต้องใช้ความแข็งแรงเชิงกลสูง บรรยากาศที่มีการปนเปื้อนทางเคมีต้องใช้หลอดป้องกัน ในการปรากฏตัวของการรบกวนทางไฟฟ้าต้องใช้ฉนวนสูง

กระบวนการเลือก: โมเดล - การปรับเทียบ - การระเบิด - การจัดอันดับการพิสูจน์ - ระดับความแม่นยำ - วิธีการติดตั้ง - วัสดุท่อป้องกัน- ความยาว

ความแตกต่างระหว่างเทอร์โมคัปเปิลและสัญญาณเทอร์โมคัปเปิ้ลเอาท์พุท

1. สัญญาณธรรมชาติ: เทอร์โมคัปเปิลเป็นตัวต้านทาน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิทำให้พวกเขาสร้างการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเชิงบวกหรือเชิงลบ ในทางกลับกันเทอร์โมคัปเปิลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ

2. เซ็นเซอร์ทั้งสองมีช่วงอุณหภูมิที่แตกต่างกัน เทอร์โมคัปเปิลโดยทั่วไปจะตรวจจับอุณหภูมิระหว่าง 0 ถึง 150 องศาเซลเซียสโดยมีช่วงการวัดสูงสุดประมาณ 600 องศาเซลเซียส (แน่นอนพวกเขาสามารถตรวจจับอุณหภูมิเชิงลบ) เทอร์โมคัปเปิลสามารถตรวจจับอุณหภูมิระหว่าง 0 ถึง 1,000 องศาเซลเซียส (หรือสูงกว่า) ดังนั้นเครื่องส่งสัญญาณ Rosemount 3051 ใช้อดีตสำหรับการตรวจจับอุณหภูมิต่ำ - ในขณะที่หลังสำหรับการตรวจจับอุณหภูมิสูง - สูง

3. ในแง่ของวัสดุเทอร์โมคัปเปิลเป็นวัสดุโลหะที่มีอุณหภูมิ - คุณสมบัติที่ละเอียดอ่อนในขณะที่เทอร์โมคัปเปิลเป็นวัสดุ bimetallic ประกอบด้วยโลหะสองชนิดที่แตกต่างกัน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างปลายทั้งสองของลวด

4. โมดูลอินพุตสำหรับ RTDS และเทอร์โมคัปเปิลใน PLCs ก็แตกต่างกันเช่นกัน คำสั่งนี้ถูกต้อง แต่โดยทั่วไปแล้ว PLCs จะยอมรับสัญญาณ 4-20 MA โดยตรงในขณะที่ RTDS และเทอร์โมคัปเปิลมักจะเชื่อมต่อกับ PLC ด้วยเครื่องส่งสัญญาณ หากเชื่อมต่อกับ DCS เครื่องส่งสัญญาณไม่จำเป็น! RTDs ใช้สัญญาณ RTD ในขณะที่เทอร์โมคัปเปิลใช้สัญญาณ TC!

5. PLCs ยังมีโมดูล RTD และเทอร์โมคัปเปิลที่สามารถต้านทานอินพุตและสัญญาณเทอร์โมคัปเปิลได้โดยตรง

6. เทอร์โมคัปเปิลมาในขนาด j, t, n, k และ s บางตัวมีราคาแพงกว่าตัวต้านทานในขณะที่คนอื่นราคาถูกกว่า อย่างไรก็ตามเมื่อรวมสายชดเชยค่าใช้จ่ายโดยรวมของเทอร์โมคัปเปิลจะสูงขึ้น