Quelle est la différence entre un détecteur de température à résistance (RTD) et un thermocouple ? Les RTD et les thermocouples sont des capteurs utilisés pour mesurer la chaleur telle que Fahrenheit et Kelvin. Ces appareils sont utilisés dans une large gamme d'applications et de paramètres, posant souvent aux gens le dilemme de choisir entre des RTD ou des thermocouples. Chaque capteur de température a ses propres avantages et inconvénients qui le rendent adapté à certaines conditions et environnements.
Qu'est-ce que la RTD ?
Les RTD sont constitués de fils métalliques, généralement en cuivre ou en platine, qui offrent une résistance au flux d'électricité. La résistance du RTD change lorsque sa température change, ce qui lui permet d'être utilisé comme jauge pour mesurer la chaleur. Les RTD sont considérés comme plus précis que thermocouples car ils ont une relation linéaire entre la résistance et la température. Les RTD sont également moins affectés par les champs électromagnétiques que les thermocouples.
Principe de fonctionnement RTD
Le nom anglais complet de RTD est "Resistance Temperature Detector", donc pour être précis, il doit être traduit par "Resistance Temperature Detector".
RTD est un type spécial de résistance dont la valeur de résistance augmente à mesure que la température augmente et diminue à mesure que la température diminue. Dans l'industrie, cette fonctionnalité est utilisée pour la mesure de la température, de sorte que RTD est également communément appelé "résistance thermique".
Tous les métaux ne conviennent pas à la fabrication de RTD. Les matériaux qui répondent à cette caractéristique doivent répondre aux exigences suivantes :
- La valeur de résistance du métal a une relation linéaire avec l'énergie de changement de température ;
- Le métal est plus sensible aux changements de température, c'est-à-dire que le changement de résistance (coefficient de température) causé par les changements de température unitaires est relativement important;
- Le métal peut résister à la fatigue causée par les changements de température et a une bonne durabilité ;
Il n'y a pas beaucoup de métaux qui répondent à cette exigence. Les matériaux RTD courants sont : le platine (Pt), le nickel (Ni) et le cuivre (Cu).
Prenons l'exemple de la résistance thermique du platine. Selon les différentes valeurs de résistance, il peut être divisé en Pt50, Pt100, Pt200, Pt500 et Pt1000.
La valeur numérique dans le nom indique la valeur de résistance de la résistance thermique à 0°C.
Par exemple : Pt100, indiquant que la valeur de résistance du capteur à 0°C est de 100Ω.
Et Pt1000, cela signifie que la valeur de résistance du capteur à 0 ℃ est de 1000Ω.
La valeur de résistance de la résistance thermique RTD à différentes températures peut être approchée par la formule : R=R0(1+αT).
dans:
1) R0 représente la valeur de résistance de RTD à 0℃ ;
2) a est appelé le coefficient de température, qui représente la valeur de variation de la résistance à la température unitaire ;
3) T représente la température de mesure, l'unité est °C ;
Selon le nombre de fils conducteurs de résistance thermique RTD, RTD peut être divisé en deux fils, trois fils et quatre fils.
Le fil du RTD à deux fils doit sortir directement deux fils aux deux extrémités de la résistance vers le module de mesure de la température. Le module de mesure de la température adopte le principe de l'équilibre du pont et RTD est utilisé comme un bras du pont à mesurer.
Un RTD à trois fils peut largement éliminer l'influence des fils du capteur eux-mêmes sur les résultats de mesure. La précision de détection est grandement améliorée par rapport au système à deux fils.
Avantages du détecteur de température à résistance
Aucune ligne de compensation n'est requise et le prix est bon marché ;
Il peut transmettre des signaux électriques sur de longues distances ;
Haute sensibilité et forte stabilité;
Bonne interchangeabilité et haute précision.
Inconvénients de la résistance thermique :
Bien que la résistance thermique soit largement utilisée dans l'industrie. Mais cela nécessite une excitation électrique.
Les changements de température ne peuvent pas être mesurés instantanément.
La plage de mesure de la température est limitée et l'application est limitée.
Qu'est-ce qu'un thermocouple ?
Les thermocouples, quant à eux, sont constitués de deux types de métaux différents qui sont assemblés à l'extrémité du capteur. La jonction entre ces deux métaux produit une tension proportionnelle à la différence de température entre la jonction et le point de mesure. Les thermocouples sont moins chers que les RTD et peuvent mesurer une plus large gamme de températures. Ils réagissent également plus rapidement aux changements de température.
Principe de fonctionnement du thermocouple
Un thermocouple est un élément sensible à la température. Il convertit le signal de température en un signal de force thermoélectromotrice et le convertit en température du milieu mesuré via un instrument électrique.
Le principe de base de thermocouple la mesure de la température est que deux conducteurs homogènes de compositions différentes forment une boucle fermée. Lorsqu'il y a un gradient de température aux deux extrémités, un courant circule dans la boucle. À ce moment, il existe une force électromotrice Seebeck - force électromotrice thermique entre les deux extrémités. C'est ce qu'on appelle l'effet Seebeck.
Les deux conducteurs homogènes avec des compositions différentes sont les électrodes chaudes, et l'extrémité avec la température la plus élevée est l'extrémité de travail. L'extrémité avec la température la plus basse est l'extrémité libre. L'extrémité libre est généralement à une température constante.
Selon la relation fonctionnelle entre la force thermoélectromotrice et la température, une table d'indexation des thermocouples est réalisée. La table d'indices est obtenue sous la condition que la température de l'extrémité libre soit à 0°C. Différents thermocouples ont des échelles différentes.
Lorsqu'un troisième matériau métallique est inséré dans la boucle du thermocouple. Tant que la température des deux jonctions du matériau est la même. Le potentiel thermoélectrique généré par le thermocouple restera constant. C'est-à-dire qu'il n'est pas affecté par l'accès du troisième métal dans la boucle.
Par conséquent, lors de la mesure de la température du thermocouple, l'instrument de mesure peut être connecté. Après mesure de la force thermoélectromotrice, la température du milieu mesuré peut être connue.
Avantages des thermocouples :
- Précision de mesure élevée : Le thermocouple est en contact direct avec l'objet mesuré et n'est pas affecté par le milieu intermédiaire.
- Temps de réponse thermique rapide : Les thermocouples sont sensibles aux changements de température.
- Large plage de mesure : les thermocouples peuvent mesurer la température en continu de -40 à +1600 °C.
- Performances fiables et bonne résistance mécanique.
- Longue durée de vie et installation facile.
Types et structures de thermocouples
Types de thermocouples Les thermocouples comprennent le type k (nickel-chrome-nickel-silicium), le type n (nickel-chrome-silicium-nickel-silicium-magnésium), le type e (nickel-chrome-cuivre-nickel), le type j (fer-cuivre-nickel), type t (cuivre-cuivre-nickel), type s (platine-rhodium 10-platine), type r (platine-rhodium 13-platine), type b (platine-rhodium 30-platine-rhodium 6) et ainsi de suite.
Forme structurelle du thermocouple : La structure de base d'un thermocouple est une électrode thermique, un matériau isolant et un tube de protection. Instrument d'affichage, instrument d'enregistrement ou ordinateur et autre utilisation de support. En utilisation sur le terrain, les thermocouples adaptés à divers environnements sont développés en fonction de divers facteurs tels que l'environnement et le milieu mesuré.
Fréquemment
Demandé
fréquemment posées
Conclusions, lequel devez-vous utiliser ?
Cela dépend vraiment de l'application spécifique et de ce qui est le plus important : la précision ou la vitesse. Si vous avez besoin de mesurer des températures très élevées ou très basses, un thermocouple est le meilleur choix. Si vous avez besoin de plus de précision, un RTD est la solution.
En savoir plus sur: Qu'est-ce qu'une sortie de signal 0-10 V ?
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Tout au long de sa carrière, Wu Peng a participé à de nombreux projets d'ingénierie nationaux et internationaux. Certains de ses projets les plus notables incluent le développement d'un système de contrôle intelligent pour les raffineries de pétrole, la conception d'un système de contrôle distribué de pointe pour les usines pétrochimiques et l'optimisation des algorithmes de contrôle pour les gazoducs.