Lämpövastuksen ja termoelementin välinen ero

Lämmönkestävyys

1. Yleiskatsaus

① Määritelmä

RTD, vastuslämpötila-anturi

Lämpötila-anturi, joka perustuu metallin resistanssin vaihteluun lämpötilan funktiona.

② Periaate

Metallien resistanssiarvo vaihtelee lämpötilan mukaan. Lämpötila voidaan laskea mittaamalla resistanssiarvo.

2. Materiaalit

Yleensä käytetään metalleja, kuten platinaa (Pt), kuparia (Cu) tai nikkeliä (Ni).

Näistä platinaresistanssi (PT100) on yleisin.

3. Ominaisuudet

① Korkea tarkkuus: Lämpöresistanssin mittaustarkkuus on suhteellisen korkea -200 ℃ - 850 ℃ lämpötila-alueella.

② Hyvä stabiilius: Pitkäaikaisen käytön jälkeen sen ominaisuudet muuttuvat vain vähän.

③ Hyvä lineaarisuus: Lämpötila-vastuskäyrä on lähellä lineaarisuutta, mikä on kätevää kalibroinnin ja laskennan kannalta.

④ Ulkoinen virtalähde vaaditaan: Lämpövastuksen resistanssi on mitattava ulkoisen virtalähteen avulla.

4. Signaalin generointi

Lämpötilan muutoksen mukaan vastusarvo muunnetaan jännite- tai virtasignaaliksi mittauspiirin avulla.

①Kaksijohdinmittaus: Yksinkertainen, mutta johtimen resistanssi vaikuttaa siihen helposti.

②Kolmijohtiminen mittaus: Se voi paremmin kompensoida johtimen resistanssin vaikutusta.

③Neljäjohdinmittaus: Tarkin, kompensoi täysin johtimen resistanssin.

5. Signaalinkäsittely

Vakiovirtalähdettä tarvitaan RTD:n ohjaamiseen, jännitteen mittaamiseen sen napojen yli, resistanssin arvon laskemiseen jännitteen ja tunnetun virran perusteella ja sitten lämpötilan laskemiseen.

6. Sovelluspiiri

Vakiovirtalähteen käyttö, jännitteen mittaus, analogia-digitaalimuunnos, lämpötilan laskenta

Termoelementti

1. Yleiskatsaus

① Määritelmä:

Termoelementti, eräänlainen lämpötila-anturi, joka perustuu termoelektriseen ilmiöön (Seebeckin ilmiö).

② Periaate

- Perustuu termoelektriseen ilmiöön (Seebeckin ilmiö).

Kun kaksi eri metallia/puolijohdetta on kytketty virtapiiriin ja niiden kahden kosketuspisteen lämpötilat ovat eri, virtapiiriin syntyy termoelektrinen potentiaali.

Laske lämpötilaero mittaamalla tämä sähkömotorinen voima.

2. Materiaalit

Se koostuu kahdesta eri metallista/seoksesta. Yleisiä tyyppejä ovat K-tyyppi (nikkeli-kromi-nikkeli-pii), J-tyyppi (rauta-kupari-nikkeli), T-tyyppi (kupari-kupari-nikkeli) jne.

3. Sovelluspiiri

Korkean tuloimpedanssin vahvistin, kylmäliitosten kompensointi, analogia-digitaalimuunnos, lämpötilataulukon haku tai laskenta

4. Ominaisuudet

① Laaja lämpötila-alue: Termoelementit soveltuvat lämpötilan mittaamiseen -200 ℃ - 1800 ℃ välillä.

② Nopea reagointinopeus: Termoelementeillä on suhteellisen nopea reagointinopeus lämpötilan muutoksiin.

③ Ei vaadi ulkoista virtalähdettä: Termoelementit tuottavat sähkömotorisen voiman lämpötilaerojen perusteella eivätkä vaadi ulkoista virtalähdettä.

④ Alhaisempi tarkkuus: Termoelementtien tarkkuus on suhteellisen alhainen, yleensä ±1 ℃ - ±2 ℃.

5 Lineaarisuusero: Termoelementin lämpötila-sähkömotorinen voima -ominaiskäyrä on epälineaarinen, ja lämpötilamuunnos on suoritettava taulukkohaulla tai laskennallisesti.

⑥ Huono vakaus: Sen ominaisuudet voivat muuttua pitkäaikaisen käytön jälkeen, ja säännöllinen kalibrointi on tarpeen.

5. Signaalin generointi

Kahden eri metallin liitoskohdassa lämpötilaero synnyttää sähkömotorisen voiman (jännitteen).

Lämpötila lasketaan mittaamalla sähkömotorinen voima.

① Mikrovolttijännite P: Jännitesignaali on yleensä mikrovolttien ja millivolttien välillä.

② Epälineaarisuus: Jännitesignaalien ja lämpötilan välinen suhde on epälineaarinen, ja lämpötilan muuntamiseen on tarpeen etsiä taulukoita tai käyttää erityisiä algoritmeja.

③ Kylmän pään kompensointi: Lämpötilaa mitattaessa kylmän pään (referenssipään) kompensointi on tarpeen todellisen lämpötilan tarkkaan laskemiseen.

6. Signaalinkäsittely

Pienen termoelektrisen potentiaalin vahvistamiseen tarvitaan tarkka vahvistin, ja kylmäliitoksen kompensointipiiri tarvitaan kompensoimaan referenssipään lämpötilaa.

Lämpövastuksilla ja termoelementeillä on kullakin omat etunsa ja haittansa. Absoluuttisesti parempaa vaihtoehtoa ei ole, on vain vaihtoehtoja, jotka sopivat paremmin tiettyihin sovelluksiin. Ymmärrettyään niiden keskeiset erot insinöörit ja teknikot voivat valita sopivimman lämpötila-anturiratkaisun sellaisten tekijöiden perusteella kuin mittausalue, tarkkuusvaatimukset, ympäristöolosuhteet ja budjetti. Teknologian kehittyessä näiden kahden suorituskykyrajat voivat muuttua, mutta perusperiaatteelliset erot säilyvät pitkään, joten niiden erojen ymmärtäminen on lämpötilanmittauksen alan perustietoa.