Was ist der Unterschied zwischen einem Thermoelement und einem thermischen Widerstand?

Sowohl Thermoelemente als auch RTDs verwenden die Messung der Kontakttemperatur. Obwohl beide die Temperatur eines Objekts messen, unterscheiden sich ihre Betriebsprinzipien und Eigenschaften. Thermoelemente sind die am weitesten verbreitete Temperaturmessvorrichtung. RTDs erfordern keine Kompensationsdrähte und sind günstiger als Thermoelemente.

Was ist der Unterschied zwischen Thermoelementen und RTDs?

Thermoelemente

Thermoelemente: Mehr in der Lage, 4-20-mA-elektrische Signale über längere Entfernungen zu übertragen.

Thermoelement -Temperaturmessungsprinzip: Die Messung der Thermoelementtemperatur basiert auf dem thermoelektrischen Effekt. Wenn zwei verschiedene Leiter oder Halbleiter in einem geschlossenen Schaltkreis angeschlossen sind, erzeugt die Temperaturdifferenz an den beiden Verbindungen ein thermoelektrisches Potential in der Schaltung. Dieses Phänomen wird als thermoelektrischer Effekt bezeichnet, auch als Seebeck -Effekt bezeichnet. Das in einem geschlossene Schaltkreis erzeugte thermoelektrische Potential besteht aus zwei Arten von Potentialen: dem thermoelektrischen Potential und dem Kontaktpotential. Das thermoelektrische Potential bezieht sich auf das elektrische Potential, das durch Temperaturunterschiede zwischen den beiden Enden eines Leiters erzeugt wird. Unterschiedliche Leiter haben unterschiedliche Elektronendichten, daher ist auch das erzeugte Potenzial unterschiedlich. Das Kontaktpotential bezieht sich, wie der Name schon sagt, auf das Potential, das erzeugt wird, wenn zwei verschiedene Leiter aufgrund der durch ihre unterschiedlichen Elektronendichten verursachten Elektronendiffusion in Kontakt kommen. Die Größe des Kontaktpotentials hängt von den Materialeigenschaften der beiden Leiter und der Temperatur am Kontaktpunkt ab. Die Vorteile von Thermoelementen umfassen einen weiten Temperaturmessbereich, eine relativ stabile Leistung, eine einfache Struktur, eine gute dynamische Reaktion und die Fähigkeit, 4-20-mA-Signale remote zu übertragen, was die automatische und zentralisierte Steuerung erleichtert.

Derzeit folgen Thermoelemente, die international verwendet werden, einer Standardspezifikation. International werden Thermoelemente in acht verschiedene Klassen eingeteilt: B, R, S, K, N, E, J und T. Sie können die Temperaturen von bis zu -270 Grad und bis zu 1800 Grad messen. B, R und S gehören zur Platin -Serie von Thermoelementen. Da Platin ein Edelmetall ist, werden sie auch als Edelmetallthermoelemente bezeichnet, während die verbleibenden Noten als kostengünstige Metallthermoelemente bezeichnet werden. Es gibt zwei Arten von Thermoelementen: Standard und gepanzert.

Standard -Thermoelemente bestehen im Allgemeinen aus einer Thermoelementelektrode, einem Isolierrohr, einer Schutzhülle und einer Kreuzungskiste. Gepanzerte Thermoelemente dagegen werden durch Zusammenbau des Thermoelementdrahtes, des Isolationsmaterials und einer Metallschutzscheide konstruiert und dehnen sie dann in eine feste Struktur aus. Das elektrische Signal eines Thermoelements erfordert jedoch einen speziellen Drahtyp, der als Kompensationsdraht bezeichnet wird.

Unterschiedliche Thermoelemente erfordern unterschiedliche Kompensationsdrähte. Ihre Hauptfunktion besteht darin, das Thermoelement mit der Referenzübergang zu verbinden, es von der Stromquelle fernzuhalten und so die Referenzübergangstemperatur zu stabilisieren. Kompensationskabel werden als Kompensations- und Verlängerungsarten eingestuft. Die chemische Zusammensetzung des Verlängerungsdrahtes ist die gleiche wie die aus kompensierte Thermoelemente, aber in der Praxis besteht der Verlängerungsdraht nicht aus dem gleichen Metall wie das Thermoelement. Es besteht in der Regel aus einem Draht mit der gleichen Elektronendichte wie das Thermoelement. Die Verbindung zwischen dem Kompensationsdraht und dem Thermoelement ist im Allgemeinen einfach: Die positive Klemme des Thermoelements verbindet sich mit dem roten Kabel des Kompensationsdrahtes, während der negative Anschluss mit dem verbleibenden farbigen Draht eine Verbindung herstellt. Die häufigsten Kompensationsdrähte bestehen aus Kupfer - Nickellegierung.

Thermoelemente

Thermoelemente: Erfordern Sie keine Ausgleichskabel und sind erschwinglicher.

Thermoelemente messen die Temperatur basierend auf der Eigenschaft, dass sich der Widerstand eines Leiters oder Halbleiters mit der Temperatur ändert.

Vorteile von Thermoelementen: Sie können elektrische Signale remote übertragen, eine hohe Empfindlichkeit, eine starke Stabilität, eine gute Austauschbarkeit und eine gute Genauigkeit aufweisen. Sie erfordern jedoch Strom und können keine momentanen Temperaturänderungen messen.

Nachteile von Thermoelementen: Obwohl in der Industrie weit verbreitet ist, begrenzt deren Temperaturmessbereich ihre Anwendung.

Industrie -Thermoelemente verwenden typischerweise PT100, PT10, CU50 und CU100. Platin -Thermoelemente messen typischerweise die Temperaturen zwischen -200 Grad und 800 Grad, während Kupferthermoelemente die Temperaturen zwischen -40 Grad und 140 Grad messen.

Thermoelemente erfordern keine kompensierenden Kabel und sind günstiger als Thermoelemente.

Thermoelemente und RTDs sind zwei Hauptkontakt - Typtemperatursensoren. Ihre Namen unterscheiden sich nur um einen Charakter, und beide können verwendet werden, um die Temperatur eines Objekts zu messen. Die Wahl zwischen einem Thermoelement und einem RTD hängt von der gemessenen Umgebung ab. Viele Menschen sind sich nicht sicher, daher ist es wichtig, die Unterschiede zwischen RTDs und Thermoelementen bei der Auswahl eines Temperatursensors vollständig zu verstehen.

Wie man zwischen Thermoelementen und RTDs unterscheidet

1. Thermoelemente (TCs) arbeiten, indem ein lineares Millivolt -Signal als Temperaturänderung ausgegeben wird. Instrumente verstärken dieses Signal und konvertieren es in ein Temperatursignal.

2. RTDs (Widerstandstemperaturdetektoren) werden durch linear variieren, die ihren Widerstandswert mit der Temperatur variieren.

3. Temperatursender können das MV-Spannungssignal aus einem Thermoelement oder den Widerstandswert von einem RTD in ein Standard-4-20-mA-Signal zur Verwendung in der Automatisierungssystemsteuerung umwandeln.

4. RTDs sind im Allgemeinen günstiger als Thermoelemente.

Was ist besser, Thermoelement oder RTD?

Die Auswahl eines Thermoelements sollte auf einer umfassenden Berücksichtigung des Betriebstemperaturbereichs, der erforderlichen Genauigkeit, der Betriebsatmosphäre, der Leistung des Messobjekts, der Antwortzeit und den Kosten - -Effektivität beruhen.

1. Auswahl der Messgenauigkeit und Temperaturmessbereich

Für die Betriebstemperaturen zwischen 1300 und 1800 Grad mit relativ hohen Genauigkeitsanforderungen wird im Allgemeinen ein B - -Typ -Typ ausgewählt. Tungsten - Rhenium -Thermoelemente können verwendet werden, wenn die Genauigkeit weniger anspruchsvoll ist und die Atmosphäre es zulässt. Über 1800 Grad werden im Allgemeinen Wolfram -Thermoelemente verwendet. Für die Betriebstemperaturen zwischen 1000 Grad und 1300 Grad mit relativ hohen Genauigkeitsanforderungen können S - Typ und N - Typ -Thermoelemente verwendet werden. Unter 1000 Grad werden im Allgemeinen K - -Typ und n - Typ -Thermoelemente verwendet und unter 400 Grad werden im Allgemeinen Thermoelemente vom Typ Thermoelemente verwendet. T - Typ -Thermoelemente werden im Allgemeinen für Messungen unter 250 Grad und bei negativen Temperaturen verwendet. T - Typ -Thermoelemente bieten Stabilität und hohe Genauigkeit bei niedrigen Temperaturen.

2. Auswahl der Atmosphäre

S -, B - und k - Typ -Thermoelemente sind für die Verwendung stark oxidierender und schwach reduzierender Atmosphären geeignet, während J - und t -}} termokoupsen für die Verwendung von schwachem Oxidieren und Verhinderung von Atmosphäre für den Einsatz in schwachem Oxidations- und Verfassen sind. Wenn ein relativ luftdichtes Schutzrohr verwendet wird, sind die Atmosphärenanforderungen weniger streng.

3. Haltbarkeit und thermische Reaktionsauswahl

Thermoelemente mit größeren Drahtdurchmessern bieten eine bessere Haltbarkeit, aber langsamere Reaktion. Dies gilt auch für Thermoelemente mit größeren Wärmekapazitäten, was zu einer langsameren Reaktion und einer schlechten Temperaturregelung bei der Messung großer Temperaturgradienten führt. Bei Anwendungen, die sowohl eine schnelle Reaktion als auch einen gewissen Grad an Haltbarkeit erfordern, sind gepanzerte Thermoelemente besser geeignet.

4. Thermoelementauswahl basierend auf der Art und des Zustands des gemessenen Objekts

Die Temperaturmessung von sich bewegenden Objekten, vibrierenden Objekten und hohem - -Prundgehalt erfordert eine hohe mechanische Festigkeit. Atmosphären mit chemischer Kontamination erfordern ein Schutzrohr. In Gegenwart elektrischer Störungen ist eine hohe Isolierung erforderlich.

Auswahlprozess: Modell - Kalibrierung - Explosion - Proof -Bewertung - Accuracy Level - Montage -Methode - Schutzrohrmaterial - Länge oder Insertion Depth.

Unterschiede zwischen Thermoelement- und Thermoelement -Signalausgängen

1. Signal Natur: Thermoelemente sind Widerstände. Temperaturänderungen führen dazu, dass sie positive oder negative Widerstandsänderungen erzeugen. Thermoelemente hingegen induzieren Spannungsänderungen, die mit der Temperatur variieren.

2. Die beiden Sensoren haben unterschiedliche Temperaturbereiche. Thermoelemente erkennen im Allgemeinen Temperaturen zwischen 0 und 150 Grad Celsius mit einem maximalen Messbereich von etwa 600 Grad Celsius (natürlich können sie negative Temperaturen nachweisen). Thermoelemente können Temperaturen zwischen 0 und 1000 Grad Celsius (oder sogar höher) nachweisen. Daher verwendet der Rosemount 3051 -Sender den ersteren für niedrige Temperaturerkennung, während der letztere für eine hohe Temperaturerkennung.

3. In Bezug auf Material sind Thermoelemente Metallmaterialien mit Temperatur - empfindliche Eigenschaften, während die Thermoelemente bimetallische Materialien sind, die aus zwei verschiedenen Metallen bestehen. Temperaturänderungen erzeugen eine Potentialdifferenz zwischen den beiden Enden des Drahtes.

4. Die Eingangsmodule für RTDs und Thermoelemente in SPS sind ebenfalls unterschiedlich. Diese Aussage ist korrekt, aber SPS akzeptieren im Allgemeinen 4-20-mA-Signale direkt, während RTDs und Thermoelemente normalerweise mit einem Sender an die SPS angeschlossen sind. Wenn ein Sender mit DCS verbunden ist, ist er unnötig! RTDs verwenden RTD -Signale, während Thermoelemente TC -Signale verwenden!

5. PLCs haben auch RTD- und Thermoelementmodule, die direkt Widerstand und Thermoelementsignale eingeben können.

6. Thermoelemente sind in den Größen J, T, N, K und S erhältlich. Einige sind teurer als Widerstände, andere sind billiger. Wenn jedoch Kompensationsdraht enthalten ist, sind die Gesamtkosten von Thermoelementen höher.