我們如何測量溫度?

溫度是有效監測和控制各種工業應用的重要測量手段.

沒有準確性,不正確的溫度測量和控制會導致微不足道和錯誤的溫度記錄.

不正確的測量會導致設備故障,產品質量低下,甚至對人體健康造成嚴重威脅。

例如,控制食品和飲料行業的適當溫度將確保食品的質量、味道和新鮮度。如果監測的溫度不正確,錯誤的溫度會給消費者帶來健康風險。

工業中使用的兩種裝置的一個例子是熱電偶(T/C)和電阻溫度檢測器(RTD).

熱電偶和電阻溫度檢測器的基本特性

RTD和熱電偶的定義

我們將首先定義電阻溫度檢測器(RTD)傳感器。RTD可以作為一個小型線圈,作為一個精確的值電阻器,主要圍繞玻璃或陶瓷線束。

這一結構將使它可以自由膨脹和收縮超過溫度范圍.繞組通常采用螺旋或鳥籠結構。

RTD也是一種被動裝置。當RTD溫度變化時,它必須由外部電子設備提供動力來測量電阻。

該電子裝置通過RTD電阻傳感器產生少量電流,以產生電壓輸出。

接下來,讓我們來定義熱電偶傳感器。熱電偶是兩種不同類型的金屬在一端焊接在一起,形成一個連接。

因此,當兩種金屬的連接被加熱或冷卻時,從加熱或冷卻效應產生一個小電壓,并可以直接與溫度相關。

熱電偶是一種主動裝置。

什么材料用于制造RTD或熱電偶傳感器?對于RTD傳感器,最常用的元素是鎳,鉑,或銅線.

RTD所用材料

鎳耐腐蝕性高,適合在惡劣環境中使用.與其他材料相比,它的成本也相對較低,這使它成為一個受歡迎的選擇。

然而,鎳具有相對較高的溫度系數,這意味著它的電阻只能隨溫度變化迅速。

鉑另一方面,它具有高溫系數,因此在溫度測量上非常精確。它還具有抗腐蝕性,使其適合在惡劣環境中使用。

然而,鉑比鎳貴得多,這可能使它在某些應用中不那么受歡迎。

最后,銅具有較高的電導率,使其適合在需要快速反應時間的應用中使用。與鉑相比,它的成本也相對較低。

然而,銅的抗腐蝕性不如鎳或鉑,因此更不適合在惡劣的環境中使用。

熱電偶材料

對于熱電偶傳感器,不同的導電金屬會產生不同水平的小電壓或電荷。

最常見的熱電偶類型是由一個字母系統,如K,J,T和E。每個字母都是指熱電偶中使用的兩種不同金屬的特定組合。

選擇這些金屬組合是因為它們的獨特特性,如精度,響應時間和溫度范圍。

例如,K型熱電偶是由鉻合金和阿魯梅爾金屬,經常用于高溫應用,如熔爐和鍋爐。

另一方面,J型熱電偶是由鐵制品和康斯坦丁金屬和用于低溫應用如制冷系統。

正確的熱電偶類型的選擇取決于具體的應用,所以選擇正確的熱電偶來獲得準確的溫度讀數是至關重要的。

溫度范圍

RTD和熱電偶傳感器根據所用材料類型和應用情況有一個測量范圍。RTD可用于從-200攝氏度到+850攝氏度的溫度。

相比較而言,熱電偶可以測量-250度到+1800度.

準確性和敏感性

當我們比較RTD和熱電偶的一些最常見的特征時溫度傳感器,正如圖表所示,我們發現了一些利與弊。

那么,在做出選擇之前,RTD和熱電偶的優缺點是什么呢?

在選擇RTD或熱電偶之前,這里有幾點需要考慮,

例如,RTD的測量范圍在-200度到+850度之間,但對于熱電偶來說,這是-250度到1800度。

因此,如果你需要測量一個高達1000度的溫度,那么熱電偶就是你可以選擇的傳感器。或者,如果你需要更多的敏感性,RTD是一個更好的選擇。

回應時間是指溫度測量裝置以表示實際溫度變化后的溫度變化.

在電阻溫度檢測器和熱電偶的情況下,響應時間可能因幾個因素而異,包括設備的尺寸和材料、周圍環境和所用溫度計的類型。

一般來說,rds的響應時間比熱電偶慢,但在更大的溫度范圍內更準確。

在高溫應用中,熱電偶往往具有更快的響應時間,但其準確性會受到電磁干擾的影響。

為了選擇合適的溫度測量裝置,重要的是考慮應用的具體要求,包括所需的精度、溫度范圍和響應時間。

這些只是一些最常見的特征。在選擇每個溫度傳感器之前,總是參考數據表.

RTD和熱電偶的優點和缺點

那么,在做出選擇之前,RTD和熱電偶的優缺點是什么呢?

在選擇RTD或熱電偶之前,這里有幾點需要考慮,

研究資助計劃的證明

-可測量較低范圍,

-RTD更準確,

-RTD輸出是線性的。

建議書的數量

-RTD更貴,

-RTD不適合溫度超過攝氏50度或華氏1562度,

-與溫度變化有關的反應時間較慢。

一些熱電偶點需要考慮,

熱電偶的優點

熱電偶比熱電偶便宜,

熱電偶可以測量更高的范圍,

熱電偶反應時間更快。

熱電偶的數量

熱電偶的輸出是非線性的,

熱電偶的精度很差,

熱電偶的穩定性差,輸出結果差。

何時使用RTD及熱電偶

在你要求最高精度的應用中,成本不成問題,你的測量溫度小于+800度,那么RTD的選擇是最好的。

至于熱電偶,如果溫度超過+800攝氏度,那么你最好的傳感器就是熱電偶。在為您的應用程序選擇正確的傳感器之前,應該先考慮許多因素。

以下是在為控制應用程序選擇傳感器時需要考慮的一些因素:

-你應用的測量范圍,

-你的應用程序所需的測量精度,

-測量隨使用時間的變化,

-單點測量縮小到精確點,

-傳感器的靈敏度,

-傳感器的成本。

這些只是在你做出決定之前需要考慮的幾個因素。

現實世界的例子

我們在本文開頭提到,RTD和熱電偶可以在所有類型的工業應用中找到,比如食品和飲料工業控制烤箱、加熱器和冰柜的溫度過程。

它們也可以在你的汽車中找到,監測排氣管的排氣溫度,發動機溫度傳感器,甚至發動機的機油溫度。

結論

這些只是設計工程師在決定之前必須考慮的幾個因素.

總之,在本文中,您了解了用于溫度傳感應用的電阻溫度檢測器和熱電偶之間的區別。以下是這篇文章給你的主要建議:

準確性:在溫度測量方面,rds比熱電偶更準確。熱電偶的溫度準確度是0.5℃,熱電偶的溫度準確度是2℃.

溫度范圍熱電偶的溫度范圍比傳統溫度更大,可以測量-250℃至+1800℃的溫度,而傳統溫度可測量-200℃至+850℃的溫度。

響應時間:熱電偶的響應時間比無線電熱電偶快,而無線電熱電偶的響應時間慢1-2秒。

代價:熱電偶比無線電終端更便宜,使其成為不需要高精度或成本是主要問題的應用的首選選擇。

穩定*與熱電偶相比,生殖器更穩定,更持久,因為生殖器是用高質量材料制作的,不易受到損害。

如你所見,RDS和熱電偶都有其優點和缺點,兩者之間的選擇取決于溫度傳感應用的具體要求。

審核編輯：湯梓紅