Yleisten lämpötilan mittauskomponenttien vertailu: lämpöparit, lämpövastukset (RTD), termistorit, lämpötilan mittauspiirit

Lämpötilan mittauskomponentteja on neljä: lämpöparit, lämpövastukset (RTD), termistorit ja lämpötilan mittauspiirit (ICS). Seuraavassa esittelemme niiden periaatteet ja ominaisuudet ja vertaamme niiden etuja ja haittoja.

Termoelementti: Seebeck -efektin perusteella, kun kaksi kahdesta eri metallista koostuvaa johtoa on kytketty molemmissa päissä ja yksi pää lämmitetään, termoelektrisessä piirissä tapahtuu jatkuva virran virtaus. Teoreettisesti kaikki kaksi erilaista johtimen voidaan konfiguroida lämpöpariin, mutta käytännöllisinä lämpötilan mittauskomponenteina, materiaaleissa, joissa on stabiilit termoelektriset ominaisuudet, stabiilit fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, pienet vastuslämpötilakerroin, pieni ominaislämpö ja korkea lineaarisuus valitaan yleensä. Standardisoiduilla termoelementeillä on yleensä seitsemän tyyppiä: S, B, E, K, R, J ja T. Niiden vastaavat lämpötilan mittausalueet ja termoelektriset potentiaali-lämpötilan käyrät ovat erilaisia. Katso lisätietoja vastaavasta valmistumistaulusta.

Lämpövastus (RTD): Metallien resistiivisyys osoittaa ilmeisen lämpötilariippuvuuden ja metallijohtimien vastusarvo muuttuu lämpötilan kanssa. Suurin osa RTD: stä on valmistettu puhtaista metallimateriaaleista. Platinum ja kupari ovat yleisimmin käytettyjä. Lisäksi käytetään nikkeliä, mangaania, rodiumia ja muita materiaaleja, koska ne kestävät korkeita lämpötiloja pitäen samalla erinomaista vakautta. Erilaisten johtojen, kuten RTD -rungon johtojen, muutokset vaikuttavat lämpötilan mittaukseen.

Termistorit: Kuten RTD: t, termistorit ovat lämpötilaherkät vastukset. Termistorit on yleensä valmistettu puolijohdemateriaaleista ja ne jaetaan positiivisiin lämpötilakertoimiin (PTC) ja negatiivisiin lämpötilakertoimiin (NTC). Useimmat termistorit käyttävät negatiivisia lämpötilakertoimia, ts. Niiden vastus laskee lämpötilan noustessa. NTC: n vastusarvo voi muuttua useilla prosenttiyksiköillä celsiusastetta kohti, jotta termistoripiirit voivat havaita pieniä lämpötilan muutoksia, joita ei voida havaita käyttämällä RTD- tai termoelementtipiiriä. Termistorien korkea resistiivisyys tarjoaa heille ainutlaatuisia mittausetuja.

Lisääntyneen herkkyyden hinta on lineaarisuuden menetys. Termistorit ovat erittäin epälineaarisia komponentteja, jotka ovat erittäin riippuvaisia ​​prosessiparametreista. Tällä hetkellä valmistajat eivät voi standardisoida termistorikähteitä RTD: n ja termoelementtien standardointitasolle. Koska ne ovat puolijohteita, termistorit ovat alttiimpia pysyvälle väärinkäytölle korkeissa lämpötiloissa kuin RTD: t tai termoelementit. Termistorit voidaan tehdä hyvin pieniksi, mikä tarkoittaa, että ne reagoivat nopeasti lämpötilan muutoksiin, mutta niiden pieni lämpömassa tekee niistä erityisen alttiita itsekämmittäville virheille. Termistorit ovat paljon herkempiä kuin RTD: t tai termoelementit, ja ne on asennettava huolellisesti rikkoutumisen tai liiton erottelun välttämiseksi.

Lämpötilamittaus siru (IC): Se on oikeastaan ​​räätälöity älykäs komponentti, joka voidaan konfiguroida jännitteellä tai virran ulostulolla ja joka voi saavuttaa lähdön, joka on lineaarisesti verrannollinen absoluuttiseen lämpötilaan. Kuten termistorit, sillä on kuitenkin rajoitettu lämpötila, myös itsekämmittämisen ja haurauden ongelmat ovat ilmeisiä, ja se on tarjottava ulkoinen virtalähde.