Kakšna je razlika med termoelementom in toplotnim uporom?
Pustite sporočilo
Tako termoelementi kot RTD uporabljajo merjenje temperature kontaktne. Čeprav oba merita temperaturo predmeta, se njihova načela delovanja in značilnosti razlikujejo. Termoelementi so najpogosteje uporabljena naprava za merjenje temperature. RTD ne potrebujejo kompenzacijskih žic in so cenejše od termoelementov.
Kakšna je razlika med termoelementi in RTD?
Termoelementi
Termoelementi: bolj sposobni prenašati električne signale 4-20mA na daljše razdalje.
Načelo merjenja temperature termoelementa: Merjenje temperature termoelementov temelji na termoelektričnem učinku. Ko sta v zaprtem vezju povezana dva različna vodnika ali polprevodnika, temperaturna razlika v obeh stikih ustvari termoelektrični potencial v vezju. Ta pojav se imenuje termoelektrični učinek, znan tudi kot učinek Seebeck. Termoelektrični potencial, ustvarjen v zaprtem vezju, je sestavljen iz dveh vrst potencialov: termoelektričnega potenciala in kontaktnega potenciala. Termoelektrični potencial se nanaša na električni potencial, ki nastane s temperaturnimi razlikami med obema koncima prevodnika. Različni vodniki imajo različne gostote elektronov, zato je tudi ustvarjen potencial drugačen. Kontaktni potencial, kot že ime pove, se nanaša na potencial, ustvarjen, ko dva različna vodnika prideta v stik zaradi difuzije elektronov, ki jo povzročajo različna gostota elektronov. Obseg kontaktnega potenciala je odvisna od lastnosti materiala obeh vodnikov in temperature na točki stika. Prednosti termoelementov vključujejo široko območje merjenja temperature, razmeroma stabilno zmogljivost, preprosto strukturo, dober dinamični odziv in sposobnost prenosa 4-20MA signalov na daljavo, kar omogoča samodejno in centralizirano kontrolo.
Trenutno termoelementi, ki se uporabljajo v mednarodnem sistemu, sledijo standardni specifikaciji. Mednarodno termoelemente so razvrščene v osem različnih razredov: B, R, S, K, N, E, J in T. lahko izmerijo temperature tako nizke od -270 stopinj in do 1800 stopinj. B, R in S spadajo v platinasto serijo termoelementov. Ker je platina dragocena kovina, jih imenujemo tudi termoelemente z plemenito kovino, preostale ocene pa se imenujejo poceni kovinski termoelementi. Obstajata dve vrsti termoelementov: standardno in oklepno.
Standardni termoelementi na splošno sestavljajo termoelementno elektrodo, izolacijsko cev, zaščitno plast in stičišče. Oklepni termoelementi so na drugi strani zgrajeni z sestavljanjem žice termoelementov, izolacijskega materiala in kovinskega zaščitnega plašča, nato pa jih raztegnijo v trdno strukturo. Vendar pa električni signal iz termoelementa zahteva posebno vrsto žice, imenovane kompenzacijska žica.
Različni termoelementi zahtevajo različne kompenzacijske žice. Njihova glavna funkcija je povezati termoelemen na referenčni stičišče, pri čemer ga ne drži od vira energije in s tem stabilizira temperaturo referenčnega stičišča. Nadomestne žice so razvrščene kot kompenzacijske in razširitvene vrste. Kemična sestava podaljšane žice je enaka kot pri kompenzaciji termoelementa, vendar v praksi podaljševalna žica ni narejena iz iste kovine kot termoelemen; Na splošno je narejena iz žice z enako gostoto elektronov kot termoelemen. Povezava med kompenzacijsko žico in termoelementom je na splošno preprosta: pozitiven terminal termoelementa se poveže z rdečo žico kompenzacijske žice, medtem ko se negativni terminal poveže s preostalo barvno žico. Najpogostejše kompenzacijske žice so narejene iz bakra - nikljeve zlitine.
Termoelementi
Termoelemente: Ne potrebujete kompenzacije žic in so cenovno ugodnejše.
Termoelementi merijo temperaturo na podlagi lastnosti, da se odpornost prevodnika ali polprevodnika spreminja s temperaturo.
Prednosti termoelementov: lahko na daljavo prenašajo električne signale, imajo visoko občutljivost, močno stabilnost, dobro zamenljivost in dobro natančnost. Vendar potrebujejo moč in ne morejo izmeriti trenutnih sprememb temperature.
Slabosti termoelementov: Čeprav se v industriji široko uporablja, njihovo merjenje temperature omejuje njihovo uporabo.
Industrijski termoelementi običajno uporabljajo PT100, PT10, CU50 in CU100. Platinum termoelementi običajno merijo temperature med -200 stopinj in 800 stopinj, medtem ko bakreni termoelementi merijo temperature med -40 stopinj in 140 stopinj.
Termoelementi ne potrebujejo kompenzacijskih žic in so cenejši od termoelementov.
Termoelement in RTDS sta dva glavna stika - tipa temperaturne senzorje. Njihova imena se razlikujejo samo za en znak in oba se lahko uporabita za merjenje temperature predmeta. Izbira med termoelementom in RTD je odvisna od izmerjenega okolja. Mnogi ljudje niso prepričani, zato je pomembno, da pri izbiri temperaturnega senzorja v celoti razumete razlike med RTD in termoelementi.
Kako razlikovati med termoelementom in RTDS
1. termoelementi (TCS) delujejo z oddajanjem linearnega milivoltnega signala, ko se temperatura spreminja. Instrumenti ojačajo ta signal in ga pretvorijo v temperaturni signal.
2. RTD (detektorji temperature odpornosti) delujejo tako, da linearno spreminjajo njihovo odpornost s temperaturo.
3. Temperaturni oddajniki lahko pretvorijo MV napetostni signal iz termoelementa ali vrednosti upora iz RTD v standardni 4-20MA signal za uporabo pri nadzoru sistema za avtomatizacijo.
4. RTD -ji so na splošno cenejši od termoelementov.
Kateri je boljši, termoelement ali RTD?
Izbira termoelementa mora temeljiti na celovitem upoštevanju območja delovne temperature, zahtevani natančnosti, obratovalni atmosferi, uspešnosti merilnega objekta, odzivnem času in stroških - učinkovitosti.
1. Izbira meritve natančnosti in območja merjenja temperature
Za obratovalne temperature med 1300 in 1800 stopinjami z relativno visokimi zahtevami natančnosti je na splošno izbran B - tipa. Tungsten - termoelemente renium lahko uporabite, če je natančnost manj zahtevna in to dopušča vzdušje. Nad 1800 stopinj se običajno uporabljajo volfram - renijevi termoelementi. Za obratovalne temperature med 1000 stopinj in 1300 stopinj z relativno visokimi zahtevami natančnosti lahko uporabite S - in N -. Spodaj 1000 stopinj se K - tipa in n - tipa termoeloške vrste običajno uporabljajo in pod 400 stopinj, e - se običajno uporabljajo termoletni termolezi. T - Termoelementi tipa se običajno uporabljajo za meritve pod 250 stopinj in pri negativnih temperaturah. T - Vnesite termoelemente pri nizkih temperaturah ponujajo stabilnost in visoko natančnost.
2. Izbira atmosfere
S -, b - in k - Termoelement tipa so primerni za uporabo v močno oksidacijskem in šibko zmanjševanju atmosfere, medtem ko so j - in t - tipa ThermoCous primerni. Če se uporablja razmeroma nepredušna zaščitna cev, so zahteve po atmosferi manj stroge.
3. Trajnost in izbira toplotnega odziva
Termoelementi z večjimi premerom žice ponujajo boljšo trajnost, a počasnejši odziv. To velja tudi za termoelemente z večjimi toplotnimi zmogljivostmi, kar ima za posledico počasnejši odziv in slab nadzor temperature pri merjenju velikih temperaturnih gradientov. Za aplikacije, ki zahtevajo tako hiter odziv kot določeno stopnjo trajnosti, so oklepni termoelementi primernejši.
4. Izbor termoelementov glede na naravo in stanje izmerjenega predmeta
Merjenje temperature premikajočih se predmetov, vibrirajočih predmetov in visokih - tlačnih posod zahteva visoko mehansko trdnost. Atmosfere s kemično kontaminacijo zahteva zaščitno cev. V prisotnosti električnih motenj je potrebna visoka izolacija.
Izbirni postopek: model - kalibracija - eksplozija - dokazila - stopnja natančnosti - metoda pritrditve - material za zaščitno cev - dolžina ali vstavka.
Razlike med izhodi signala termoelementov in termoelementov
1. signalna narava: termoelementi so upori. Temperaturne spremembe povzročijo, da povzročijo pozitivne ali negativne spremembe odpornosti. Termoelementi na drugi strani sprožijo spremembe napetosti, ki se razlikujejo glede na temperaturo.
2. Oba senzorja imata različna temperaturna območja. Termoelementi na splošno zaznajo temperature med 0 in 150 stopinj Celzija, z največjim merilnim območjem približno 600 stopinj Celzija (seveda lahko zaznajo negativne temperature). Termoelementi lahko zaznajo temperature med 0 in 1000 stopinj Celzija (ali celo višje). Zato oddajnik Rosemount 3051 uporablja prvega za nizko zaznavanje temperature -, medtem ko slednji za visoko - zaznavanje temperature.
3. Glede na material so termoelementi kovinski materiali s temperaturo - občutljive lastnosti, medtem ko so termoelementi bimetalni materiali, sestavljeni iz dveh različnih kovin. Temperaturne spremembe ustvarjajo potencialno razliko med obema koncima žice.
4. Vhodni moduli za RTD in termoelemente v PLC -jih so tudi različni. Ta izjava je pravilna, vendar PLC-ji na splošno sprejemajo 4-20 MA signale neposredno, medtem ko so RTD in termoelementi običajno povezani s PLC z oddajnikom. Če je povezan z DCS, je oddajnik nepotreben! RTD uporabljajo RTD signale, medtem ko termoelementi uporabljajo TC signale!
5. PLCS ima tudi module RTD in termoelementov, ki lahko neposredno vnesejo odpornost in termoelementirane signale.
6. termoelemente prihajajo v velikosti J, T, N, K in S. Nekateri so dražji od uporov, drugi pa cenejši. Ko pa je vključena kompenzacijska žica, so skupni stroški termoelementov višji.
