虹科分享 | 6个关键差异告诉您如何在热电阻和热电偶之间做出选择

 

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热电阻（RTD）和热电偶（TC）都是温度传感器，可以应用于广泛领域。然而它们的设计和多功能性却完全不同。这常常会引发这样一个问题：

   

如何在热电阻和热电偶之间进行选择？

  

每种技术都有自己的优缺点，这使得它们适合或不适合某些工艺和应用。本文基于技术的优劣势深入研究每种类型的传感器，重点介绍了热电阻和热电偶之间的6个最重要的差异。在决定哪种类型的传感器适合您的应用之前，所必须考虑的各种因素将会得到解释并总结。

 

热电阻传感器

 

‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍测量原理：金属的电阻值随着热量的增加（减少）而上升（下降），金属变得更热（冷）

因此，热电阻是一种温度传感器，它利用金属电阻的变化来测量局部温度的变化。热电阻传感器元件是由在不同温度下具有不同电阻值的纯金属制成。换句话说，随着温度的变化，材料的电阻有一个可预测的阻值变化。正是这种变化被用来确定实际温度。热电阻通常被认为是现有最精确的温度传感器之一，并且它们还具有出色的短期和长期稳定性以及可重复性。

 

亮点 

 

• 精确度高

• 灵敏度高

• 稳定性好和可重复性

（低漂移）

 

限制条件

 

• 温度范围窄

• 成本高

 

 

 

 

热电偶传感器

热电偶（TC）由两种不同的金属材料一端焊接在一起组成。当两种金属的连接处被冷却或加热时，会产生一个电压差，这个电压差可以直接与温度相关联，但只有在考虑了必要的冷端补偿的情况下。

热电偶采用不同的金属组合或校准范围制造。最常见的类型是J、K、T和E，而高温热电偶包括R、S和C。每种类型都具有不同的温度范围和环境性能。由于热电偶测量的温度范围很广，而且相对稳定，它们可用于工业和工艺应用，其中高精度可能是一个不那么重要的因素。

 

注：热电偶连接处直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

 

 

亮点 

 

• 测量范围广 

• 成本低 

 

 

限制条件 

 

• 精确度低 

• 敏感度低 

• 随时间的变化相对较高的漂移量

 

 

热电偶和热电偶的6个关键区别

 

由于热电阻和热电偶的设计不同，各自具有不同的特性，那么，只有通过其他的特性来比较两者的性能才可能检验出哪种才是特定需求的优越选择，如它们的测量范围、精确度、灵敏度、漂移和成本。

 

#1

 

测量范围

Measuring Range 

热电偶的主要优势是其测量范围。大多数热电阻传感器温度限制在400-500°C之间，在某些情况下更高，而某些热电偶可用于测量1400-1800°C范围的温度，这使得它们适用于更广泛的应用。

 

#2

 

精确度

Accuracy

热电阻可提供最高的精度，当温度测量精度要求在±0.05至± 0.1°C左右时，热电阻可能是首选的解决方案。相比之下，热电偶的精度较低，约为±0.2至±0.5 °C。

 

#3

 

灵敏度

Sensitivity

 

尽管热电偶传感器系统由于其接触点的温度变化，通常具有更快的响应时间，但它通常也需要更长的时间来达到热平衡。这主要是由于冷端补偿的存在，它对温度变化的响应不像位于传感器顶端的热结点那样迅速。相比之下，热电阻传感器的设计更耐用，对温度变化的反应更快（裸露的尖端）。

 

#4

 

漂移

Drift

由于热电阻传感器的设计，其漂移很小，这使它们能够产生比热电偶更长时间的稳定读数。与热电阻传感器不同，热电偶具有相对较高的漂移时间，这通常是由于热和化学暴露或机械损伤导致的导线不均匀性，。因此，经常对热电偶进行校准和调整是十分必要的。

 

#5

 

单点测量

Single Point Measurements

 

由于热电偶的设计，可以将测量点缩小到两种金属焊接在一起的精确位置。当操作热电偶时，可以使用“裸露尖端”非常准确地确定这个点。然而，对于热电阻传感器来说，测量值是通过取沿PT（铂）元件本身整个表面的平均值来计算的。这主要是像PT100这样的大元件的缺点，而像PT1000这样的小元件很少有这个问题，因为一些领先的供应商可以提供小至1x1.5mm的PT1000元件。

 

#6

 

成本

Cost

当涉及到成本时，热电偶通常比热电阻传感器便宜，因为大多数热电偶的成本在热电阻的一半到三分之一之间。然而，如前所述，热电偶需要定期调整和校准，除了更长的安装和设置时间外，还增加了产品的长期成本。

 

 

结论

 

热电阻传感器更准确、更稳定、更具有可重复性。它们的漂移量也要少得多。热电阻还提供了更强大的输出信号，从而提高了灵敏度和线性度。然而，它们的测温范围更窄，最高测量温度较低，而且通常更昂贵。

热电偶更便宜，更耐用，可以测量更广泛的温度范围。然而，它们的精度较低且漂移时间较长，因此必须经常进行校准，增加了总体成本。

结论是，热电阻和热电偶都有各自的优缺点。在选择两种温度传感器时，应考虑到所有6个关键差异，并考虑测量过程的重要因素。最后，尺寸也是一个需要考虑的重要因素，因为与热电偶相比，热电阻传感器相对较大。

该结论完全基于传感器类型的优缺点，而没有考虑测量设备的特点和优点。 

 

虹科能够为您提供什么？

 

 

虹科提供了完整的验证解决方案，其中传感器本身只是整个测量设备中的一小部分。这意味着在做出最终选择之前，还有一些额外的考虑。几项研究表明，从投资的角度来看，购买有线验证系统最初可能会更便宜，但当涉及到操作这两个不同的系统（HK-TrackSense和HK-E-Val Pro）时，有一个重要因素非常突出——通过无线数据记录器来安装和操作热电阻通常要快得多，这使得最初的购买价格与总运行成本相比时，显得没那么重要了。

换句话说，时间就是金钱，使用无线验证系统工作通常会为操作人员节省大量的时间。虹科还具有非常独特的混合解决方案，将热电偶传感器连接到我们的HK-TrackSense Pro无线数据记录器上。该解决方案为冻干和UHT/HTST巴氏杀菌等应用提供了广泛的选择。

  

 

关于虹科和丹麦Ellab（意莱伯）

 

 

 

自1949年以来，虹科Ellab一直是您的验证合作伙伴，提供医药和生物技术行业领先的精度和质量的热验证解决方案，包括有线温度系统E-Val Pro和无线温度验证系统TrackSense Pro，硬件和软件均在丹麦的总部设计和制造。虹科Ellab提供验证设备和IQ/OQ服务，以及租赁服务和校准服务，我们以专业的客户支持计划，包括技术支持，现场和工厂校准，服务能力等赢得客户的信赖。ELLAB服务于大型、中型、小型的制药、医疗和食品行业的企业，并涵盖几乎所有的过程中验证解决方案，包括在灭菌，冷冻干燥，隧道式烘箱，巴氏杀菌，仓库温度分布验证，巴氏灭菌等多种应用。虹科Ellab的TrackSense无线温度验证系统以其高质量的稳定性和坚固性而闻名。了解更多信息，请点击左下方【阅读原文】

 

  

 

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原文标题：虹科分享 | 6个关键差异告诉您如何在热电阻和热电偶之间做出选择

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