So sánh các thành phần đo nhiệt độ phổ biến: cặp nhiệt điện, điện trở nhiệt (RTD), nhiệt điện trở, chip đo nhiệt độ

Có bốn thành phần đo nhiệt độ phổ biến: cặp nhiệt điện, điện trở nhiệt (RTD), nhiệt điện trở và chip đo nhiệt độ (ICS). Dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu các nguyên tắc và đặc điểm tương ứng của họ, và so sánh những ưu điểm và nhược điểm của chúng.

Đoạn nhiệt: Dựa trên hiệu ứng Seebeck, khi hai dây bao gồm hai kim loại khác nhau được kết nối ở cả hai đầu và một đầu được làm nóng, sẽ có một dòng điện liên tục trong mạch nhiệt điện. Về mặt lý thuyết, bất kỳ hai dây dẫn khác nhau có thể được cấu hình thành cặp nhiệt điện, nhưng là các thành phần đo nhiệt độ thực tế, các vật liệu có đặc tính nhiệt điện ổn định, tính chất vật lý và hóa học ổn định, hệ số nhiệt độ điện trở nhỏ, nhiệt riêng và độ tuyến tính cao thường được chọn. Các cặp nhiệt điện được tiêu chuẩn hóa thường có bảy loại: S, B, E, K, R, J và T. Phạm vi đo nhiệt độ tương ứng của chúng và các đường cong nhiệt độ tiềm năng nhiệt điện là khác nhau. Để biết chi tiết, xin vui lòng kiểm tra bảng tốt nghiệp tương ứng.

Điện trở nhiệt (RTD): Điện trở suất của kim loại cho thấy sự phụ thuộc nhiệt độ rõ ràng và giá trị điện trở của dây dẫn kim loại thay đổi theo nhiệt độ. Hầu hết các RTD được làm bằng vật liệu kim loại tinh khiết. Bạch kim và đồng là được sử dụng phổ biến nhất. Ngoài ra, niken, mangan, rhodium và các vật liệu khác được sử dụng vì chúng có thể chịu được nhiệt độ cao trong khi vẫn duy trì sự ổn định tuyệt vời. Những thay đổi trong điện trở của các dây khác nhau như dây dẫn của cơ thể RTD sẽ ảnh hưởng đến việc đo nhiệt độ.

Nhiệt kế: Giống như RTD, nhiệt điện trở là điện trở nhạy cảm với nhiệt độ. Các nhiệt điện thường được làm từ vật liệu bán dẫn và được chia thành các hệ số nhiệt độ dương (PTC) và các hệ số nhiệt độ âm (NTC). Hầu hết các nhiệt điện sử dụng các hệ số nhiệt độ âm, nghĩa là điện trở của chúng giảm khi nhiệt độ tăng. Giá trị điện trở của NTC có thể thay đổi một vài điểm phần trăm trên mỗi độ C; để các mạch nhiệt điện có thể phát hiện những thay đổi nhỏ về nhiệt độ, không thể quan sát được bằng cách sử dụng các mạch RTD hoặc cặp nhiệt điện. Điện trở suất cao của nhiệt điện trở cung cấp cho họ những lợi thế đo lường độc đáo.

Giá của độ nhạy tăng là mất tính tuyến tính. Nhiệt kế là các thành phần phi tuyến cực kỳ phụ thuộc nhiều vào các tham số quá trình. Hiện tại, các nhà sản xuất không thể tiêu chuẩn hóa các đường cong nhiệt điện trở về mức tiêu chuẩn hóa của RTD và cặp nhiệt điện. Bởi vì chúng là chất bán dẫn, bộ điều nhiệt dễ bị sai lệch vĩnh viễn ở nhiệt độ cao hơn RTD hoặc cặp nhiệt điện. Nhiệt điện trở có thể được tạo ra rất nhỏ, điều đó có nghĩa là chúng sẽ phản ứng nhanh với sự thay đổi nhiệt độ, nhưng khối lượng nhiệt nhỏ của chúng làm cho chúng đặc biệt dễ bị các lỗi tự làm nóng. Nhiệt điện trở mỏng hơn nhiều so với RTD hoặc cặp nhiệt điện và phải được lắp đặt cẩn thận để tránh phá vỡ hoặc phân tách kết nối.

Chip đo nhiệt độ (IC): Nó thực sự là một thành phần thông minh tùy chỉnh có thể được cấu hình với điện áp hoặc đầu ra hiện tại và có thể đạt được đầu ra tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ tuyệt đối. Tuy nhiên, giống như nhiệt điện trở, nó có phạm vi nhiệt độ hạn chế, các vấn đề tự làm nóng và mong manh cũng rõ ràng, và nó cần được cung cấp một nguồn cung cấp năng lượng bên ngoài.