تفاوت بین ترموکوپل و مقاومت حرارتی چیست؟

هر دو ترموکوپل و RTD از اندازه گیری دمای تماس استفاده می کنند. اگرچه هر دو دمای یک شی را اندازه می گیرند ، اما اصول و ویژگی های عملیاتی آنها متفاوت است. ترموکوپل ها پرکاربردترین دستگاه اندازه گیری دما هستند. RTD ها به سیم های جبران خسارت احتیاج ندارند و از ترموکوپل ها ارزان تر هستند.

تفاوت بین ترموکوپل ها و RTD ها چیست؟

دما

ترموکوپل ها: قادر به انتقال سیگنال های الکتریکی 4-20mA در مسافت های طولانی تر.

اصل اندازه گیری دمای ترموکوپل: اندازه گیری دمای ترموکوپل بر اساس اثر ترموالکتریک است. هنگامی که دو هادی یا نیمه هادی مختلف در یک مدار بسته وصل می شوند ، اختلاف دما در دو اتصال باعث ایجاد پتانسیل ترموالکتریک در مدار می شود. این پدیده اثر ترموالکتریک نامیده می شود که به عنوان اثر Seebeck نیز شناخته می شود. پتانسیل ترموالکتریک تولید شده در یک مدار بسته شامل دو نوع پتانسیل است: پتانسیل ترموالکتریک و پتانسیل تماس. پتانسیل ترموالکتریک به پتانسیل الکتریکی ناشی از اختلاف دما بین دو انتهای یک هادی اشاره دارد. هادی های مختلف دارای تراکم الکترون های مختلف هستند ، بنابراین پتانسیل تولید شده نیز متفاوت است. پتانسیل تماس ، همانطور که از نام آن پیداست ، به پتانسیل تولید شده در هنگام تماس با دو هادی مختلف به دلیل انتشار الکترونی ناشی از تراکم الکترونی مختلف آنها اشاره دارد. میزان پتانسیل تماس به خصوصیات ماده دو هادی و درجه حرارت در نقطه تماس بستگی دارد. مزایای ترموکوپل ها شامل محدوده اندازه گیری دما گسترده ، عملکرد نسبتاً پایدار ، یک ساختار ساده ، پاسخ پویا خوب و امکان انتقال سیگنال های 4-20mA از راه دور ، تسهیل کنترل خودکار و متمرکز است.

در حال حاضر ، ترموکوپل های مورد استفاده در سطح بین المللی از مشخصات استاندارد پیروی می کنند. در سطح بین المللی ، ترموکوپل ها به هشت درجه مختلف طبقه بندی می شوند: B ، R ، S ، K ، N ، E ، J و T. آنها می توانند درجه حرارت را به اندازه -270 درجه و به اندازه 1800 درجه اندازه گیری کنند. B ، R و S متعلق به سری پلاتین ترموکوپل ها است. از آنجا که پلاتین یک فلز گرانبها است ، به آنها ترموکوپل های فلزی گرانبها نیز گفته می شود ، در حالی که نمرات باقیمانده ترموکوپل های فلزی ارزان قیمت نامیده می شوند. دو نوع ترموکوپل وجود دارد: استاندارد و زرهی.

ترموکوپل های استاندارد به طور کلی از یک الکترود ترموکوپل ، یک لوله عایق ، یک غلاف محافظ و یک جعبه اتصال تشکیل شده اند. از طرف دیگر ، ترموکوپل های زرهی با مونتاژ سیم ترموکوپل ، مواد عایق و یک غلاف محافظ فلزی ساخته می شوند و سپس آنها را به یک ساختار جامد کشیده می شوند. با این حال ، سیگنال الکتریکی از یک ترموکوپل به نوع خاصی از سیم ، به نام سیم جبران کننده نیاز دارد.

ترموکوپل های مختلف به سیم های جبران کننده متفاوتی نیاز دارند. عملکرد اصلی آنها اتصال ترموکوپل به محل اتصال مرجع ، دور نگه داشتن آن از منبع تغذیه و در نتیجه تثبیت دمای محل اتصال مرجع است. سیم های جبران کننده به عنوان انواع جبران کننده و پسوند طبقه بندی می شوند. ترکیب شیمیایی سیم پسوند همانند ترموکوپل جبران می شود ، اما در عمل ، سیم پسوند از همان فلز ترموکوپل ساخته نمی شود. این ماده به طور کلی از یک سیم با همان چگالی الکترونی به عنوان ترموکوپل ساخته شده است. اتصال بین سیم جبران کننده و ترموکوپل به طور کلی ساده است: ترمینال مثبت ترموکوپل به سیم قرمز سیم جبران کننده متصل می شود ، در حالی که ترمینال منفی به سیم رنگی باقی مانده متصل می شود. متداول ترین سیم های جبران کننده از مس- آلیاژ نیکل ساخته شده است.

دما

Thermocouples: نیازی به سیم های جبران کننده ندارید و مقرون به صرفه تر هستند.

ترموکوپل ها دما را بر اساس خاصیتی که مقاومت یک هادی یا نیمه هادی با دما تغییر می کند ، اندازه گیری می کنند.

مزایای ترموکوپل ها: آنها می توانند سیگنال های الکتریکی را از راه دور منتقل کنند ، دارای حساسیت بالایی ، پایداری قوی ، قابل تعویض خوب و دقت خوب باشند. با این حال ، آنها به قدرت نیاز دارند و نمی توانند تغییرات دما فوری را اندازه گیری کنند.

مضرات ترموکوپل ها: اگرچه در صنعت بسیار مورد استفاده قرار می گیرد ، اما دامنه اندازه گیری دمای آنها کاربرد آنها را محدود می کند.

ترموکوپل های صنعتی به طور معمول از PT100 ، PT10 ، CU50 و CU100 استفاده می کنند. ترموکوپل های پلاتین به طور معمول درجه حرارت بین -200 درجه و 800 درجه را اندازه گیری می کنند ، در حالی که ترموکوپل های مس دمای بین -40 درجه و 140 درجه را اندازه گیری می کنند.

ترموکوپل ها به سیم های جبران کننده احتیاج ندارند و از ترموکوپل ها ارزان تر هستند.

ترموکوپل ها و RTD ها دو سنسور دما از نوع تماس - هستند. نام آنها تنها با یک شخصیت متفاوت است و هر دو می توانند برای اندازه گیری دمای یک شی استفاده شوند. انتخاب بین ترموکوپل و RTD بستگی به اندازه گیری محیط دارد. بسیاری از افراد مطمئن نیستند ، بنابراین مهم است که هنگام انتخاب سنسور دما ، تفاوت بین RTD ها و ترموکوپل ها را به طور کامل درک کنید.

نحوه تمایز بین ترموکوپل ها و RTD ها

1. ترموکوپل ها (TCS) با تغییر یک سیگنال میلیوولت خطی با تغییر دما کار می کنند. ابزارها این سیگنال را تقویت کرده و آن را به سیگنال دما تبدیل می کنند.

2. RTDS (آشکارسازهای دمای مقاومت) با تغییر خطی مقدار مقاومت آنها با دما کار می کنند.

3. فرستنده های دما می توانند سیگنال ولتاژ MV را از یک ترموکوپل یا مقدار مقاومت از RTD به یک سیگنال استاندارد 4-20mA برای استفاده در کنترل سیستم اتوماسیون تبدیل کنند.

RTD ها به طور کلی ارزان تر از ترموکوپل ها هستند.

کدام یک بهتر ، ترموکوپل یا RTD است؟

انتخاب یک ترموکوپل باید بر اساس بررسی جامع از دامنه دمای کار ، دقت مورد نیاز ، جو عملیاتی ، عملکرد شیء اندازه گیری ، زمان پاسخ و هزینه- اثربخشی باشد.

1. انتخاب دقت اندازه گیری و محدوده اندازه گیری دما

برای دمای عملیاتی بین 1300 درجه و 1800 درجه با نیاز نسبتاً زیاد ، یک ترموکوپل نوع B-} به طور کلی انتخاب می شود. اگر دقت کمتر خواستار باشد و جو اجازه آن را می دهد ، از Tungsten-}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} بالاتر از 1800 درجه ، Tungsten-} ترموکوپل های Rhenium به طور کلی استفاده می شود. برای دمای عملیاتی بین 1000 درجه و 1300 درجه با نیاز نسبتاً بالا ، نوع- type و n {{12} type از نوع ترموکوپل های نوع استفاده می شود. در زیر 1000 درجه ، K {{15} type و n - type از نوع ترموکوپل ها به طور کلی استفاده می شوند ، و زیر 400 درجه ، از ترموکوپل های نوع E {18} استفاده می شود. t - نوع ترموکوپل ها به طور کلی برای اندازه گیری های زیر 250 درجه و در دمای منفی استفاده می شوند. t- type نوع ترموکوپل ها در دماهای پایین ثبات و دقت بالایی را ارائه می دهند.

2. انتخاب جو

S {{0} ، b - ، و k {{2} type ترموکوپل های نوع مناسب برای استفاده در جوهای اکسید کننده و ضعیف کاهش می یابند ، در حالی که j -}}}} -}}}} نوع ترموکوپل های مناسب برای استفاده در اتمسفر ضعیف و برش های اکسیداسیون. اگر از یک لوله محافظ نسبتاً هوایی استفاده شود ، مورد نیاز جو سختگیرانه تر است.

3. دوام و انتخاب پاسخ حرارتی

ترموکوپل ها با قطر سیم بزرگتر دوام بهتری دارند اما پاسخ آهسته تری دارند. این امر همچنین در مورد ترموکوپل هایی با ظرفیت گرمای بزرگتر اعمال می شود ، در نتیجه پاسخ آهسته تر و کنترل دمای ضعیف هنگام اندازه گیری شیب های دما بزرگ. برای برنامه های کاربردی که به پاسخ سریع و درجه خاصی از دوام نیاز دارند ، ترموکوپل های زرهی مناسب تر هستند.

4. انتخاب ترموکوپل بر اساس ماهیت و وضعیت شیء اندازه گیری شده

اندازه گیری دما از اشیاء متحرک ، اشیاء ارتعاش و کشتی های فشار {0} بالا به استحکام مکانیکی بالایی نیاز دارند. جو با آلودگی شیمیایی به یک لوله محافظ نیاز دارد. در صورت تداخل الکتریکی ، عایق بالایی مورد نیاز است.

فرآیند انتخاب: مدل - کالیبراسیون - انفجار - intog introd - سطح دقت {{4} روش نصب - مواد محافظ {{6- طول یا عمر درج.

تفاوت بین خروجی سیگنال ترموکوپل و ترموکوپل

1. ماهیت سیگنال: ترموکوپل ها مقاومت هستند. تغییرات دما باعث می شود تغییرات مقاومت مثبت یا منفی ایجاد کنند. از طرف دیگر ، ترموکوپل ها باعث ایجاد ولتاژ می شوند که با درجه حرارت متفاوت است.

2. دو سنسور دارای دامنه دما متفاوت هستند. ترموکوپل ها به طور کلی دمای بین 0 تا 150 درجه سانتیگراد را تشخیص می دهند ، با حداکثر اندازه گیری حداکثر 600 درجه سانتیگراد (البته آنها می توانند دمای منفی را تشخیص دهند). ترموکوپل ها می توانند دمای بین 0 تا 1000 درجه سانتیگراد (یا حتی بالاتر) را تشخیص دهند. بنابراین ، فرستنده Rosemount 3051 از اولی برای تشخیص درجه حرارت پایین {10} کم استفاده می کند ، در حالی که دومی برای تشخیص دما بالا {11} بالا.

از نظر مواد ، ترموکوپل ها مواد فلزی با دما- خواص حساس هستند ، در حالی که ترموکوپل ها مواد دو فلزی هستند که از دو فلز مختلف تشکیل شده است. تغییرات دما اختلاف بالقوه بین دو انتهای سیم ایجاد می کند.

4. ماژول های ورودی برای RTD ها و ترموکوپل ها در PLC نیز متفاوت هستند. این عبارت صحیح است ، اما PLC ها به طور کلی سیگنال های 4-20 میلی آمپر را مستقیماً می پذیرند ، در حالی که RTD ها و ترموکوپل ها معمولاً با فرستنده به PLC متصل می شوند. اگر به DC وصل شود ، فرستنده غیر ضروری است! RTD ها از سیگنال های RTD استفاده می کنند ، در حالی که ترموکوپل ها از سیگنال های TC استفاده می کنند!

5. PLC ها همچنین دارای RTD و ماژول های ترموکوپل هستند که می توانند به طور مستقیم مقاومت و سیگنال های ترموکوپل را وارد کنند.

6. ترموکوپل ها در اندازه های J ، T ​​، N ، K و S می آیند. برخی از آنها گرانتر از مقاومت هستند ، در حالی که برخی دیگر ارزان تر هستند. با این حال ، هنگامی که سیم جبران خسارت گنجانده شده است ، هزینه کلی ترموکوپل ها بیشتر است.