¿Cuál es la diferencia entre un termopar y una resistencia térmica?

Tanto los termopares como los RTD utilizan la medición de la temperatura de contacto. Aunque ambos miden la temperatura de un objeto, sus principios operativos y características difieren. Los termopares son el dispositivo de medición de temperatura más utilizado. Los RTD no requieren cables de compensación y son menos costosos que los termopares.

¿Cuál es la diferencia entre termopares y RTD?

Termopares

Termocoufo: más capaz de transmitir señales eléctricas de 4-20 mA a distancias más largas.

Principio de medición de temperatura del termopar: la medición de la temperatura del termopar se basa en el efecto termoeléctrico. Cuando se conectan dos conductores o semiconductores diferentes en un circuito cerrado, la diferencia de temperatura en las dos uniones crea un potencial termoeléctrico en el circuito. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico, también conocido como el efecto Seebeck. El potencial termoeléctrico generado en un circuito cerrado consta de dos tipos de potenciales: el potencial termoeléctrico y el potencial de contacto. El potencial termoeléctrico se refiere al potencial eléctrico generado por las diferencias de temperatura entre los dos extremos de un conductor. Los diferentes conductores tienen diferentes densidades de electrones, por lo que el potencial generado también es diferente. El potencial de contacto, como su nombre indica, se refiere al potencial generado cuando dos conductores diferentes entran en contacto debido a la difusión de electrones causada por sus diferentes densidades de electrones. La magnitud del potencial de contacto depende de las propiedades del material de los dos conductores y la temperatura en el punto de contacto. Las ventajas de los termopares incluyen un amplio rango de medición de temperatura, un rendimiento relativamente estable, una estructura simple, una buena respuesta dinámica y la capacidad de transmitir señales de 4-20 mA de forma remota, facilitando el control automático y centralizado.

Actualmente, los termopares utilizados siguen internacionalmente una especificación estándar. A nivel internacional, los termopares se clasifican en ocho grados diferentes: B, R, S, K, N, E, J y T. Pueden medir temperaturas tan bajas como -270 grados y hasta 1800 grados. B, R y S pertenecen a la serie de termopares de platino. Debido a que el platino es un metal precioso, también se llaman termopares de metales preciosos, mientras que los grados restantes se llaman termopares de metal económicos. Hay dos tipos de termopares: estándar y blindado.

Los termopares estándar generalmente consisten en un electrodo termopar, un tubo aislante, una vaina protectora y una caja de unión. Los termopares blindados, por otro lado, se construyen ensamblando el cable de termopar, material de aislamiento y una vaina protectora de metal, luego estirándolos en una estructura sólida. Sin embargo, la señal eléctrica de un termopar requiere un tipo especial de cable, llamado cable compensador.

Diferentes termopares requieren diferentes cables de compensación. Su función principal es conectar el termopar a la unión de referencia, manteniéndola alejada de la fuente de alimentación y, por lo tanto, estabilizando la temperatura de la unión de referencia. Los cables de compensación se clasifican como tipos de compensación y extensión. La composición química del cable de extensión es la misma que la del termopar que se compensa, pero en la práctica, el cable de extensión no está hecho del mismo metal que el termopar; Generalmente está hecho de un cable con la misma densidad de electrones que el termopar. La conexión entre el cable de compensación y el termopar generalmente es sencilla: el terminal positivo del termopar se conecta al cable rojo del cable compensador, mientras que el terminal negativo se conecta al cable de color restante. Los cables compensantes más comunes están hechos de cobre - aleación de níquel.

Termopares

Termocouples: no requieren cables de compensación y son más asequibles.

Los termopares miden la temperatura en función de la propiedad de que la resistencia de un conductor o semiconductores cambia con la temperatura.

Ventajas de los termopares: pueden transmitir señales eléctricas de forma remota, tener alta sensibilidad, fuerte estabilidad, buena intercambiabilidad y buena precisión. Sin embargo, requieren energía y no pueden medir cambios de temperatura instantánea.

Desventajas de los termopares: aunque se usan ampliamente en la industria, su rango de medición de temperatura limita su aplicación.

Los termopares industriales generalmente usan PT100, PT10, CU50 y CU100. Los termopares de platino generalmente miden las temperaturas entre -200 grados y 800 grados, mientras que las termopares de cobre miden las temperaturas entre -40 grados y 140 grados.

Los termopares no requieren cables de compensación y son menos costosos que los termopares.

Los termopares y los RTD son dos sensores de temperatura de tipo de contacto -. Sus nombres difieren en un solo carácter, y ambos pueden usarse para medir la temperatura de un objeto. Elegir entre un termopar y un RTD depende del entorno que se mide. Muchas personas no están seguras, por lo que es importante comprender completamente las diferencias entre RTD y termopares al seleccionar un sensor de temperatura.

Cómo distinguir entre termopares y RTDS

1. Los termopares (TCS) funcionan al emitir una señal lineal de milivoltio a medida que cambia la temperatura. Los instrumentos amplifican esta señal y la convierten en una señal de temperatura.

2. RTDS (detectores de temperatura de resistencia) funcionan variando linealmente su valor de resistencia con la temperatura.

3. Los transmisores de temperatura pueden convertir la señal de voltaje de MV de un termopar o el valor de resistencia de un RTD en una señal estándar de 4-20 mA para su uso en el control del sistema de automatización.

4. Los RTD son generalmente menos costosos que los termopares.

¿Qué es mejor, termopar o RTD?

La selección de un termopar debe basarse en una consideración integral del rango de temperatura de funcionamiento, precisión requerida, atmósfera operativa, rendimiento del objeto de medición, tiempo de respuesta y costo - efectividad.

1. Elegir la precisión de la medición y el rango de medición de la temperatura

Para temperaturas de funcionamiento entre 1300 grados y 1800 grados con requisitos de precisión relativamente altos, generalmente se selecciona un termopar de tipo B -. Tungsten - Los termopares de renio se pueden usar si la precisión es menos exigente y la atmósfera lo permite. Por encima de 1800 grados, generalmente se usan termopares de renio de tungsteno -. Para las temperaturas de funcionamiento entre 1000 grados y 1300 grados con requisitos de precisión relativamente altos, se pueden utilizar el tipo S - y n - termopares de tipo. Por debajo de 1000 grados, generalmente se usan termopares de tipo K -} y n -} se usan termopares de tipo, y por debajo de 400 grados, E - se usan termopares de tipo. T - Los termopares de tipo se usan generalmente para mediciones inferiores a 250 grados y a temperaturas negativas. T - Los termopares de tipo ofrecen estabilidad y alta precisión a bajas temperaturas.

2. Selección de atmósfera

S -, B -, y k - Los termopares de tipo son adecuados para su uso en las atmósferas oxidantes y débilmente reductoras, mientras que J -} y t -} Termocopulaciones son adecuadas para el uso en los atmósferos débiles y reductores. Si se utiliza un tubo de protección relativamente hermético, los requisitos de la atmósfera son menos estrictos.

3. Selección de durabilidad y respuesta térmica

Los termopares con diámetros de alambre más grandes ofrecen una mejor durabilidad pero una respuesta más lenta. Esto también se aplica a los termopares con mayores capacidades de calor, lo que resulta en una respuesta más lenta y un mal control de temperatura al medir los gradientes de temperatura grandes. Para aplicaciones que requieren una respuesta rápida y un cierto grado de durabilidad, los termopares blindados son más adecuados.

4. Selección de termopar basada en la naturaleza y el estado del objeto medido

La medición de la temperatura de los objetos móviles, los objetos vibrantes y los vasos de presión -} altos requieren alta resistencia mecánica. Las atmósferas con contaminación química requieren un tubo protector. En presencia de interferencia eléctrica, se requiere un alto aislamiento.

Proceso de selección: Modelo - Calibración - Explosión - prueba de calificación - Nivel de precisión - Método de montaje - Material de tubo protector - Longitud o profundidad de inserción de longitud.

Diferencias entre las salidas de la señal del termopar y el termopar

1. Naturaleza de la señal: los termopares son resistencias. Los cambios de temperatura hacen que produzcan cambios de resistencia positivos o negativos. Los termopares, por otro lado, inducen cambios de voltaje que varían con la temperatura.

2. Los dos sensores tienen diferentes rangos de temperatura. Los termopares generalmente detectan temperaturas entre 0 y 150 grados Celsius, con un rango de medición máximo de alrededor de 600 grados centígrados (por supuesto, pueden detectar temperaturas negativas). Los termopares pueden detectar temperaturas entre 0 y 1000 grados centígrados (o incluso más). Por lo tanto, el transmisor RoseMount 3051 usa el primero para la detección de temperatura -} baja, mientras que el último para una alta detección de temperatura -}.

3. En términos de material, los termopares son materiales metálicos con propiedades sensibles de temperatura -}, mientras que los termopares son materiales bimetálicos, que consisten en dos metales diferentes. Los cambios de temperatura crean una diferencia potencial entre los dos extremos del cable.

4. Los módulos de entrada para RTD y termopares en PLC también son diferentes. Esta declaración es correcta, pero los PLC generalmente aceptan señales de 4-20 mA directamente, mientras que los RTD y los termopares generalmente están conectados al PLC con un transmisor. Si está conectado a DCS, ¡un transmisor es innecesario! ¡RTDS usa señales RTD, mientras que los termopares usan señales TC!

5. Los PLC también tienen módulos RTD y termopar que pueden ingresar directamente la resistencia y las señales de termopar.

6. Los termopares vienen en los tamaños J, T, N, K y S. Algunos son más caros que las resistencias, mientras que otros son más baratos. Sin embargo, cuando se incluye el cable de compensación, el costo total de los termopares es mayor.