熱電阻(RTD)和熱電偶(TC)都是溫度傳感器,可以應(yīng)用于廣泛領(lǐng)域。然而它們的設(shè)計(jì)和多功能性卻完全不同。這常常會(huì)引發(fā)這樣一個(gè)問(wèn)題:如何在熱電阻和熱電偶之間進(jìn)行選擇?每種技術(shù)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn),這使得它們適合或不適合某些工藝和應(yīng)用。本文基于技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)深入研究每種類(lèi)型的傳感器,重點(diǎn)介紹了熱電阻和熱電偶之間的6個(gè)最重要的差異。在決定哪種類(lèi)型的傳感器適合您的應(yīng)用之前,所必須考慮的各種因素將會(huì)得到解釋并總結(jié)。
熱電阻傳感器
測(cè)量原理:金屬的電阻值隨著熱量的增加(減少)而上升(下降),金屬變得更熱(冷)
因此,熱電阻是一種溫度傳感器,它利用金屬電阻的變化來(lái)測(cè)量局部溫度的變化。熱電阻傳感器元件是由在不同溫度下具有不同電阻值的純金屬制成。換句話說(shuō),隨著溫度的變化,材料的電阻有一個(gè)可預(yù)測(cè)的阻值變化。正是這種變化被用來(lái)確定實(shí)際溫度。熱電阻通常被認(rèn)為是現(xiàn)有精確的溫度傳感器之一,并且它們還具有出色的短期和長(zhǎng)期穩(wěn)定性以及可重復(fù)性。
亮點(diǎn):
- 精確度高
- 靈敏度高
- 穩(wěn)定性好和可重復(fù)性(低漂移)
限制條件:
- 溫度范圍窄
- 成本高
熱電偶傳感器
熱電偶(TC)由兩種不同的金屬材料一端焊接在一起組成。當(dāng)兩種金屬的連接處被冷卻或加熱時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓差,這個(gè)電壓差可以直接與溫度相關(guān)聯(lián),但只有在考慮了必要的冷端補(bǔ)償?shù)那闆r下。
熱電偶采用不同的金屬組合或校準(zhǔn)范圍制造。常見(jiàn)的類(lèi)型是J、K、T和E,而高溫?zé)犭娕及≧、S和C。每種類(lèi)型都具有不同的溫度范圍和環(huán)境性能。由于熱電偶測(cè)量的溫度范圍很廣,而且相對(duì)穩(wěn)定,它們可用于工業(yè)和工藝應(yīng)用,其中高精度可能是一個(gè)不那么重要的因素。
注:熱電偶連接處直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端(也稱(chēng)為測(cè)量端),另一端叫做冷端(也稱(chēng)為補(bǔ)償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。
亮點(diǎn):
- 測(cè)量范圍廣
- 成本低
限制條件:
- 精確度低
- 敏感度低
- 隨時(shí)間的變化相對(duì)較高的飄逸量
熱電偶和熱電偶的6個(gè)關(guān)鍵區(qū)別
由于熱電阻和熱電偶的設(shè)計(jì)不同,各自具有不同的特性,那么,只有通過(guò)其他的特性來(lái)比較兩者的性能才可能檢驗(yàn)出哪種才是特定需求的優(yōu)越選擇,如它們的測(cè)量范圍、精確度、靈敏度、漂移和成本。
測(cè)量范圍
熱電偶的主要優(yōu)勢(shì)是其測(cè)量范圍。大多數(shù)熱電阻傳感器溫度限制在之間,在某些情況下更高,而某些熱電偶可用于測(cè)量范圍的溫度,這使得它們適用于更廣泛的應(yīng)用。
精確度
熱電阻可提供高的精度,當(dāng)溫度測(cè)量精度要求在±0.05至±0.1℃左右時(shí),熱電阻可能是首xuan的解決方案。相比之下,熱電偶的精度較低,約為±0.2至±0.5℃。
靈敏度
盡管熱電偶傳感器系統(tǒng)由于其接觸點(diǎn)的溫度變化,通常具有更快的響應(yīng)時(shí)間,但它通常也需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)達(dá)到熱平衡。這主要是由于冷端補(bǔ)償?shù)拇嬖,它?duì)溫度變化的響應(yīng)不像位于傳感器頂端的熱結(jié)點(diǎn)那樣迅速。相比之下,熱電阻傳感器的設(shè)計(jì)更耐用,對(duì)溫度變化的反應(yīng)更快(裸露的尖duan)。
漂移
由于熱電阻傳感器的設(shè)計(jì),其漂移很小,這使它們能夠產(chǎn)生比熱電偶更長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定讀數(shù)。與熱電阻傳感器不同,熱電偶具有相對(duì)較高的漂移時(shí)間,這通常是由于熱和化學(xué)暴露或機(jī)械損傷導(dǎo)致的導(dǎo)線不均勻性,。因此,經(jīng)常對(duì)熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整是十分必要的。
單點(diǎn)測(cè)量
由于熱電偶的設(shè)計(jì),可以將測(cè)量點(diǎn)縮小到兩種金屬焊接在一起的精確位置。當(dāng)操作熱電偶時(shí),可以使用“裸露尖duan”非常準(zhǔn)確地確定這個(gè)點(diǎn)。然而,對(duì)于熱電阻傳感器來(lái)說(shuō),測(cè)量值是通過(guò)取沿PT(鉑)元件本身整個(gè)表面的平均值來(lái)計(jì)算的。這主要是像PT100這樣的大元件的缺點(diǎn),而像PT1000這樣的小元件很少有這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)橐恍╊I(lǐng)xian的供應(yīng)商可以提供小至1x1.5mm的PT1000元件。
成本
當(dāng)涉及到成本時(shí),熱電偶通常比熱電阻傳感器便宜,因?yàn)榇蠖鄶?shù)熱電偶的成本在熱電阻的一半到三分之一之間。然而,如前所述,熱電偶需要定期調(diào)整和校準(zhǔn),除了更長(zhǎng)的安裝和設(shè)置時(shí)間外,還增加了產(chǎn)品的長(zhǎng)期成本。
結(jié)論
熱電阻傳感器更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定、更具有可重復(fù)性。它們的漂移量也要少得多。熱電阻還提供了更強(qiáng)大的輸出信號(hào),從而提高了靈敏度和線性度。然而,它們的測(cè)溫范圍更窄,高測(cè)量溫度較低,而且通常更昂貴。
熱電偶更便宜,更耐用,可以測(cè)量更廣泛的溫度范圍。然而,它們的精度較低且漂移時(shí)間較長(zhǎng),因此必須經(jīng)常進(jìn)行校準(zhǔn),增加了總體成本。
結(jié)論是,熱電阻和熱電偶都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在選擇兩種溫度傳感器時(shí),應(yīng)考慮到所有6個(gè)關(guān)鍵差異,并考慮測(cè)量過(guò)程的重要因素。最后,尺寸也是一個(gè)需要考慮的重要因素,因?yàn)榕c熱電偶相比,熱電阻傳感器相對(duì)較大。
該結(jié)論完全基于傳感器類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn),而沒(méi)有考慮測(cè)量設(shè)備的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
虹科能夠?yàn)槟峁┦裁矗?/strong>
虹科提供了完整的驗(yàn)證解決方案,其中傳感器本身只是整個(gè)測(cè)量設(shè)備中的一小部分。這意味著在做出最終選擇之前,還有一些額外的考慮。幾項(xiàng)研究表明,從投資的角度來(lái)看,購(gòu)買(mǎi)有線驗(yàn)證系統(tǒng)最初可能會(huì)更便宜,但當(dāng)涉及到操作這兩個(gè)不同的系統(tǒng)(HK-TrackSense和HK-E-Val Pro)時(shí),有一個(gè)重要因素非常突出——通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)記錄器來(lái)安裝和操作熱電阻通常要快得多,這使得最初的購(gòu)買(mǎi)價(jià)格與總運(yùn)行成本相比時(shí),顯得沒(méi)那么重要了。
換句話說(shuō),時(shí)間就是金錢(qián),使用無(wú)線驗(yàn)證系統(tǒng)工作通常會(huì)為操作人員節(jié)省大量的時(shí)間。虹科還具有非常獨(dú)特的混合解決方案,將熱電偶傳感器連接到我們的HK-TrackSense Pro無(wú)線數(shù)據(jù)記錄器上。該解決方案為凍干和UHT/HTST巴氏殺菌等應(yīng)用提供了廣泛的選擇。
關(guān)于虹科和丹麥Ellab(意萊伯)
自1949年以來(lái),虹科Ellab一直是您的驗(yàn)證合作伙伴,提供醫(yī)藥和生物技術(shù)行業(yè)的精度和質(zhì)量的熱驗(yàn)證解決方案,包括有線溫度系統(tǒng)E-Val Pro和無(wú)線溫度驗(yàn)證系統(tǒng)TrackSense Pro,硬件和軟件均在丹麥的總部設(shè)計(jì)和制造。虹科Ellab提供驗(yàn)證設(shè)備和IQ/OQ服務(wù),以及租賃服務(wù)和校準(zhǔn)服務(wù),我們以專(zhuān)業(yè)的客戶(hù)支持計(jì)劃,包括技術(shù)支持,現(xiàn)場(chǎng)和工廠校準(zhǔn),服務(wù)能力等贏得客戶(hù)的信賴(lài)。ELLAB服務(wù)于大型、中型、小型的制藥、醫(yī)療和食品行業(yè)的企業(yè),并涵蓋幾乎所有的過(guò)程中驗(yàn)證解決方案,包括在滅菌,冷凍干燥,隧道式烘箱,巴氏殺菌,倉(cāng)庫(kù)溫度分布驗(yàn)證,巴氏滅菌等多種應(yīng)用。虹科Ellab的TrackSense無(wú)線溫度驗(yàn)證系統(tǒng)以其高質(zhì)量的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性而聞名。
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