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)計和多功能性卻完全不同。這常常會引發(fā)這樣一個問題：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，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得到解釋并總結(jié)。

　　在電力設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)的過程中，我們經(jīng)常會遇到電力設(shè)備的溫度測量，很多時候電力設(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)，通常會通過熱電偶和熱電阻來測量檢測控制和進(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)測量精度選擇，對精度要求較高選擇熱電阻，反之則選擇熱電偶;如果根據(jù)測量范圍選擇，熱電偶所測量的一般指 “點"溫，熱電阻所測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)計不同，各自具有不同的特性，那么，只有通過其他的特性來比較兩者的性能才可能檢驗出哪種才是特定需求的優(yōu)越選擇，如它們的測量范圍、精確度、靈敏度、漂移和成本。

在溫度測量中，熱電偶的應(yīng)用極為廣泛，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、測量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號便于遠(yuǎn)傳等許多優(yōu)點。另外，由于熱電偶是一種無源傳感器，測量時不需外加電源，使用十分方便，所以常被用作測量爐子、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，適用于無腐蝕介質(zhì)，超過150易被氧化。

　　1、測量范圍

　　熱電偶的主要優(yōu)勢是其測量范圍。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)溫度測量精度要求在±0.05至± 0.1°C左右時，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)由于其接觸點的溫度變化，通常具有更快的響應(yīng)時間，但它通常也需要更長的時間來達(dá)到熱平衡。這主要是由于冷端補(bǔ)償?shù)拇嬖?，它對溫度變化的響?yīng)不像位于傳感器頂端的熱結(jié)點那樣迅速。相比之下，熱電阻傳感器的設(shè)計更耐用，對溫度變化的反應(yīng)更快(裸露的尖端)。

　　4、漂移

　　由于熱電阻傳感器的設(shè)計，其漂移很小，這使它們能夠產(chǎn)生比熱電偶更長時間的穩(wěn)定讀數(shù)。與熱電阻傳感器不同，熱電偶具有相對較高的漂移時間，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)常對熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整是十分必要的。

　　5、單點測量

　　由于熱電偶的設(shè)計，可以將測量點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，可以使用“裸露尖端”非常準(zhǔn)確地確定這個點。然而，對于熱電阻傳感器來說，測量值是通過取沿PT(鉑)元件本身整個表面的平均值來計算的。這主要是像PT100這樣的大元件的缺點，而像PT1000這樣的小元件很少有這個問題，因為一些領(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)計成本時，熱電偶通常比熱電阻傳感器便宜，因為大多數(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)，除了更長的安裝和設(shè)置時間外，還增加了產(chǎn)品的長期成本。

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