Qual è la differenza tra una termocoppia e una resistenza termica?

Sia le termocoppie che gli RTD utilizzano la misurazione della temperatura di contatto. Sebbene entrambi misurassero la temperatura di un oggetto, i loro principi e caratteristiche operativi differiscono. Le termocoppie sono il dispositivo di misurazione della temperatura più utilizzato. Gli RTD non richiedono cavi di compensazione e sono meno costosi delle termocoppie.

Qual è la differenza tra termocoppie e RTD?

Termocoppie

Termocoppie: più in grado di trasmettere segnali elettrici 4-20 mA su distanze più lunghe.

Principio di misurazione della temperatura della termocoppia: la misurazione della temperatura della termocoppia si basa sull'effetto termoelettrico. Quando due diversi conduttori o semiconduttori sono collegati in un circuito chiuso, la differenza di temperatura alle due giunzioni crea un potenziale termoelettrico nel circuito. Questo fenomeno è chiamato effetto termoelettrico, noto anche come effetto Seebeck. Il potenziale termoelettrico generato in un circuito chiuso è costituito da due tipi di potenziali: il potenziale termoelettrico e il potenziale di contatto. Il potenziale termoelettrico si riferisce al potenziale elettrico generato dalle differenze di temperatura tra le due estremità di un conduttore. Diversi conduttori hanno densità di elettroni diverse, quindi anche il potenziale generato è diverso. Il potenziale di contatto, come suggerisce il nome, si riferisce al potenziale generato quando due diversi conduttori entrano in contatto a causa della diffusione elettronica causata dalle loro diverse densità di elettroni. L'entità del potenziale di contatto dipende dalle proprietà del materiale dei due conduttori e dalla temperatura nel punto di contatto. I vantaggi delle termocoppie comprendono un intervallo di misurazione della temperatura ampia, prestazioni relativamente stabili, una struttura semplice, una buona risposta dinamica e la capacità di trasmettere segnali 4-20MA in remoto, facilitando il controllo automatico e centralizzato.

Attualmente, le termocoppie utilizzate a livello internazionale seguono una specifica standard. A livello internazionale, le termocoppie sono classificate in otto diversi gradi: B, R, S, K, N, E, J e T. Possono misurare temperature fino a -270 gradi e fino a 1800 gradi. B, R e S appartengono alla serie di termocoppie in platino. Poiché il platino è un metallo prezioso, sono anche chiamati termocoppie di metallo prezioso, mentre i gradi rimanenti sono chiamati termocoppie di metallo economico. Esistono due tipi di termocoppie: standard e corazzate.

Le termocoppie standard sono generalmente costituite da un elettrodo di termocoppia, un tubo isolante, una guaina protettiva e una scatola di giunzione. Le termocoppie corazzate, d'altra parte, sono costruite assemblando il filo della termocoppia, il materiale di isolamento e una guaina protettiva in metallo, quindi allungandole in una struttura solida. Tuttavia, il segnale elettrico da una termocoppia richiede un tipo speciale di filo, chiamato filo di compensazione.

Diverse termocoppie richiedono fili di compensazione diversi. La loro funzione principale è quella di collegare la termocoppia alla giunzione di riferimento, tenendola lontana dalla fonte di alimentazione e stabilizzando così la temperatura di giunzione di riferimento. I cavi di compensazione sono classificati come tipi di compensazione e di estensione. La composizione chimica del filo di estensione è la stessa di quella della termocoppia compensata, ma in pratica, il filo di estensione non è realizzato con lo stesso metallo della termocoppia; È generalmente costituito da un filo con la stessa densità di elettroni della termocoppia. La connessione tra il filo di compensazione e la termocoppia è generalmente semplice: il terminale positivo della termocoppia si collega al filo rosso del filo di compensazione, mentre il terminale negativo si collega al filo colorato rimanente. I fili compensativi più comuni sono realizzati in rame - lega di nichel.

Termocoppie

Termocoppie: non richiedono i fili di compensazione e sono più convenienti.

Le termocoppie misurano la temperatura in base alla proprietà che la resistenza di un conduttore o un semiconduttore cambia con la temperatura.

Vantaggi delle termocoppie: possono trasmettere segnali elettrici da remoto, avere elevata sensibilità, forte stabilità, buona intercambiabilità e buona accuratezza. Tuttavia, richiedono energia e non possono misurare le variazioni di temperatura istantanee.

Svantaggi delle termocoppie: sebbene ampiamente utilizzato nell'industria, la loro gamma di misurazione della temperatura limita la loro applicazione.

Le termocoppie industriali utilizzano in genere PT100, PT10, Cu50 e Cu100. Le termocoppie di platino in genere misurano temperature tra -200 gradi e 800 gradi, mentre le termocoppie di rame misurano temperature tra -40 gradi e 140 gradi.

Le termocoppie non richiedono i fili di compensazione e sono meno costose delle termocoppie.

Le termocoppie e gli RTD sono due contatti principali - Sensori di temperatura di tipo. I loro nomi differiscono per un solo carattere ed entrambi possono essere usati per misurare la temperatura di un oggetto. La scelta tra una termocoppia e un RTD dipende dall'ambiente misurato. Molte persone non sono sicure, quindi è importante comprendere appieno le differenze tra RTD e termocoppie quando si selezionano un sensore di temperatura.

Come distinguere tra termocoppie e RTD

1. Le termocoppie (TC) funzionano emettendo un segnale di millittolt lineare quando la temperatura cambia. Gli strumenti amplificano questo segnale e lo convertono in un segnale di temperatura.

2. RTDS (rilevatori di temperatura di resistenza) funzionano variando linearmente il loro valore di resistenza con la temperatura.

3. I trasmettitori di temperatura possono convertire il segnale di tensione MV da una termocoppia o il valore di resistenza da un RTD in un segnale standard 4-20MA per l'uso nel controllo del sistema di automazione.

4. Gli RTD sono generalmente meno costosi delle termocoppie.

Qual è meglio, termocoppie o RTD?

La selezione di una termocoppia dovrebbe essere basata su una considerazione completa dell'intervallo di temperatura operativa, l'accuratezza richiesta, l'atmosfera operativa, le prestazioni dell'oggetto di misurazione, il tempo di risposta e il costo - efficacia.

1. Scegliere l'accuratezza della misurazione e l'intervallo di misurazione della temperatura

Per temperature operative tra 1300 gradi e 1800 gradi con requisiti di precisione relativamente elevati, viene generalmente selezionata una termocoppia B - di tipo. Tungsten - Le termocoppie di renio possono essere utilizzate se l'accuratezza è meno impegnativa e l'atmosfera lo consente. Al di sopra di 1800 gradi, vengono generalmente utilizzati tungsteno - le termocoppie di renio. Per temperature operative tra 1000 gradi e 1300 gradi con requisiti di precisione relativamente elevati, è possibile utilizzare le termocoppie di tipo S - e N -. Al di sotto di 1000 gradi, K - tipo e N - sono generalmente utilizzati le termocoppie di tipo e al di sotto di 400 gradi, vengono generalmente utilizzate le termocoppie di tipo E -. Le termocoppie di tipo T - sono generalmente utilizzate per misurazioni inferiori a 250 gradi e a temperature negative. Le termocoppie di tipo T - offrono stabilità e alta precisione a basse temperature.

2. Selezione dell'atmosfera

S -, b - e K - Le termocoppie di tipo sono adatte per l'uso in atmosfere fortemente ossidanti e debolmente riducenti, mentre j Se viene utilizzato un tubo di protezione relativamente ermetico, i requisiti dell'atmosfera sono meno rigorosi.

3. Durabilità e selezione della risposta termica

Le termocoppie con diametri a filo più grandi offrono una migliore durata ma una risposta più lenta. Ciò vale anche per le termocoppie con capacità di calore maggiori, con conseguente risposta più lenta e scarso controllo della temperatura quando si misurano grandi gradienti di temperatura. Per le applicazioni che richiedono una risposta rapida sia un certo grado di durata, le termocoppie corazzate sono più adatte.

4. Selezione della termocoppia basata sulla natura e lo stato dell'oggetto misurato

La misurazione della temperatura di oggetti in movimento, oggetti vibranti e vasi di pressione - elevati richiedono un'elevata resistenza meccanica. Le atmosfere con contaminazione chimica richiedono un tubo protettivo. In presenza di interferenze elettriche, è richiesto un elevato isolamento.

Processo di selezione: modello - calibrazione - Explosion - PROVA DI VALUTAZIONE - Livello di accuratezza - Metodo di montaggio - materiale tubo di protezione {{6} lunghezza o profondità di inserzione.

Differenze tra le uscite del segnale di termocoppia e termocoppia

1. Natura del segnale: le termocoppie sono resistori. I cambiamenti di temperatura fanno loro produrre cambiamenti di resistenza positivi o negativi. Le termocoppie, d'altra parte, inducono variazioni di tensione che variano con la temperatura.

2. I due sensori hanno diversi intervalli di temperatura. Le termocoppie rilevano generalmente temperature tra 0 e 150 gradi Celsius, con un intervallo di misurazione massimo di circa 600 gradi Celsius (ovviamente, possono rilevare temperature negative). Le termocoppie possono rilevare temperature tra 0 e 1000 gradi Celsius (o anche più in alto). Pertanto, il trasmettitore Rosemount 3051 utilizza il primo per il rilevamento della temperatura - basso, mentre il secondo per il rilevamento della temperatura -.

3. In termini di materiale, le termocoppie sono materiali metallici con temperatura - Proprietà sensibili, mentre le termocoppie sono materiali bimetallici, costituiti da due diversi metalli. Le variazioni di temperatura creano una potenziale differenza tra le due estremità del filo.

4. Anche i moduli di input per RTD e termocoppie nei PLC sono diversi. Questa affermazione è corretta, ma i PLC generalmente accettano direttamente i segnali di 4-20 Ma, mentre gli RTD e le termocoppie sono generalmente collegate al PLC con un trasmettitore. Se collegato a DCS, un trasmettitore non è necessario! RTDS Utilizzare segnali RTD, mentre le termocoppie usano i segnali TC!

5. I PLC hanno anche moduli RTD e termocoppia che possono immettere direttamente la resistenza e i segnali della termocoppia.

6. Le termocoppie sono disponibili in dimensioni J, T, N, K e S. Alcuni sono più costosi dei resistori, mentre altri sono più economici. Tuttavia, quando è incluso il filo di compensazione, il costo complessivo delle termocoppie è più elevato.