熱電偶和熱電阻的選擇

　　熱電阻(RTD)和熱電偶(TC)都是溫度傳感器，可以應(yīng)用于廣泛領(lǐng)域。然而它們的設(shè)計(jì)和多功能性卻完全不同。這常常會(huì)引發(fā)這樣一個(gè)問(wèn)題：如何在熱電阻和熱電偶之間進(jìn)行選擇?

　　每種技術(shù)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，這使得它們適合或不適合某些工藝和應(yīng)用。在決定哪種類型的傳感器適合您的應(yīng)用之前，所必須考慮的各種因素將會(huì)得到解釋并總結(jié)。

　　在電力設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)的過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到電力設(shè)備的溫度測(cè)量，很多時(shí)候電力設(shè)備的溫度參數(shù)是判斷電力設(shè)備是否正常運(yùn)行的重要指標(biāo)，通常會(huì)通過(guò)熱電偶和熱電阻來(lái)測(cè)量檢測(cè)控制和進(jìn)行儀表溫度數(shù)據(jù)采集。

　　選擇熱電偶還是熱電阻需要根據(jù)不同的工況要求，按溫度范圍選擇的話，500℃以上一般選擇熱電偶，500℃以下一般選擇熱電阻;如果根據(jù)測(cè)量精度選擇，對(duì)精度要求較高選擇熱電阻，反之則選擇熱電偶;如果根據(jù)測(cè)量范圍選擇，熱電偶所測(cè)量的一般指 “點(diǎn)"溫，熱電阻所測(cè)量的一般指空間平均溫度。

　　主要區(qū)別

　　由于熱電阻和熱電偶的設(shè)計(jì)不同，各自具有不同的特性，那么，只有通過(guò)其他的特性來(lái)比較兩者的性能才可能檢驗(yàn)出哪種才是特定需求的優(yōu)越選擇，如它們的測(cè)量范圍、精確度、靈敏度、漂移和成本。

在溫度測(cè)量中，熱電偶的應(yīng)用極為廣泛，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、測(cè)量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等許多優(yōu)點(diǎn)。另外，由于熱電偶是一種無(wú)源傳感器，測(cè)量時(shí)不需外加電源，使用十分方便，所以常被用作測(cè)量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。

應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小;銅電阻在測(cè)溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度線數(shù)大，適用于無(wú)腐蝕介質(zhì)，超過(guò)150易被氧化。

　　1、測(cè)量范圍

　　熱電偶的主要優(yōu)勢(shì)是其測(cè)量范圍。大多數(shù)熱電阻傳感器溫度限制在400-500°C之間，在某些情況下更高，而某些熱電偶可用于測(cè)量1400-1800°C范圍的溫度，這使得它們適用于更廣泛地應(yīng)用。

　　2、精確度

　　熱電阻可提供最高的精度，當(dāng)溫度測(cè)量精度要求在±0.05至± 0.1°C左右時(shí)，熱電阻可能是首選的解決方案。相比之下，熱電偶的精度較低，約為±0.2至±0.5 °C。

　　3、靈敏度

　　盡管熱電偶傳感器系統(tǒng)由于其接觸點(diǎn)的溫度變化，通常具有更快的響應(yīng)時(shí)間，但它通常也需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)達(dá)到熱平衡。這主要是由于冷端補(bǔ)償?shù)拇嬖?，它?duì)溫度變化的響應(yīng)不像位于傳感器頂端的熱結(jié)點(diǎn)那樣迅速。相比之下，熱電阻傳感器的設(shè)計(jì)更耐用，對(duì)溫度變化的反應(yīng)更快(裸露的尖端)。

　　4、漂移

　　由于熱電阻傳感器的設(shè)計(jì)，其漂移很小，這使它們能夠產(chǎn)生比熱電偶更長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定讀數(shù)。與熱電阻傳感器不同，熱電偶具有相對(duì)較高的漂移時(shí)間，這通常是由于熱和化學(xué)暴露或機(jī)械損傷導(dǎo)致的導(dǎo)線不均勻性，。因此，經(jīng)常對(duì)熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整是十分必要的。

　　5、單點(diǎn)測(cè)量

　　由于熱電偶的設(shè)計(jì)，可以將測(cè)量點(diǎn)縮小到兩種金屬焊接在一起的精確位置。當(dāng)操作熱電偶時(shí)，可以使用“裸露尖端”非常準(zhǔn)確地確定這個(gè)點(diǎn)。然而，對(duì)于熱電阻傳感器來(lái)說(shuō)，測(cè)量值是通過(guò)取沿PT(鉑)元件本身整個(gè)表面的平均值來(lái)計(jì)算的。這主要是像PT100這樣的大元件的缺點(diǎn)，而像PT1000這樣的小元件很少有這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)橐恍╊I(lǐng)先的供應(yīng)商可以提供小至1x1.5mm的PT1000元件。

　　6、成本

　　當(dāng)設(shè)計(jì)成本時(shí)，熱電偶通常比熱電阻傳感器便宜，因?yàn)榇蠖鄶?shù)熱電偶的成本在熱電阻的一半到三分之一之間。然而，如前所述，熱電偶需要定期調(diào)整和校準(zhǔn)，除了更長(zhǎng)的安裝和設(shè)置時(shí)間外，還增加了產(chǎn)品的長(zhǎng)期成本。

　　熱電偶和熱電阻均屬于計(jì)量器具，需要定期檢定，否則可能出現(xiàn)失準(zhǔn)影響生產(chǎn)活動(dòng)，即便是新的熱電偶和熱電阻，廠家也只是在出廠時(shí)做了抽樣檢查，并不能保證百分百的合格率。