Thermoelemente
Thermoelemente bestehen aus zwei verschiedenen Metallen, die an einem Ende miteinander verbunden sind und so eine Verbindungsstelle bilden. Wenn die Verbindungsstelle der beiden Metalle erwärmt oder gekühlt wird, entsteht eine Spannung, die mit der Temperatur korreliert werden kann.Diese Sensoren werden in verschiedenen Ausführungen hergestellt, z. B. als Thermoelement-Sonden, Thermoelement-Sonden mit Steckern, Dünnschicht-Thermoelemente, Übergangs-Thermoelement-Sonden, Infrarot-Thermoelemente, Thermoelemente mit blankem Draht und sogar nur als Thermoelement-Draht.
Thermoelemente werden aufgrund ihrer großen Auswahl an Modellen und Technischen Spezifikationen häufig in vielen Anwendungen eingesetzt. Es ist jedoch äußerst wichtig, ihre grundlegende Struktur, Funktionalität und Messbereiche zu verstehen, um den richtigen Thermoelementtyp und die richtigen Materialien für eine Anwendung besser bestimmen zu können.
RTDs
RTDs sind Temperatursensoren, die einen Widerstand enthalten, dessen Widerstandswert sich mit der Temperatur ändert. Das beliebteste RTD ist das Pt100, ein Industriesensor, der seit vielen Jahren zur Temperaturmessung in Labor- und Industrieprozessen eingesetzt wird und sich einen Ruf für Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Stabilität erworben hat.Die meisten RTD-Elemente bestehen aus einem Stück feinem, gewickeltem Draht, der um einen Keramik- oder Glaskern gewickelt ist. Das Element ist in der Regel sehr empfindlich und wird daher häufig zum Schutz in eine ummantelte Sonde eingesetzt. Das RTD-Element besteht aus einem reinen Material, dessen Widerstand bei verschiedenen Temperaturen dokumentiert ist. Die Materialien weisen eine vorhersehbare Änderung des Widerstands bei Temperaturänderungen auf; diese vorhersehbare Änderung wird zur Bestimmung der Temperatur verwendet.
PR-31 RTD-Sonde Thermoelemente vs. RTDs
Obwohl es nicht sinnvoll ist, diese Sensoren miteinander zu vergleichen, können wir ihre Leistung im Allgemeinen anhand bestimmter Kriterien vergleichen.Messbereich
Thermoelemente eignen sich am besten für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Neue Fertigungstechniken haben den Messbereich von RTD-Sonden verbessert, aber mehr als 90 % der RTDs sind für Temperaturen unter 400 °C ausgelegt. Im Gegensatz dazu können einige Thermoelemente bei bis zu 25000 °C eingesetzt werden. Um die Eingangstemperaturen von Thermoelementen genau zu messen, können Sie einen Thermoelement-Regler verwenden.Kosten
Thermoelemente sind in der Regel günstiger als RTDs. Ein RTD kostet oft zwei- bis dreimal so viel wie ein Thermoelement mit dem gleichen Messbereich und der gleichen Bauart. Einsparungen sind bei der Installation von RTDs möglich, da diese aufgrund der Verwendung von kostengünstigem Kupferdraht billiger sind. Diese Einsparungen reichen jedoch nicht aus, um den höheren Gerätepreis auszugleichen.Empfindlichkeit
Beide Sensortypen reagieren schnell auf Temperaturänderungen, Thermoelemente sind jedoch schneller. Ein geerdetes schnell reagierendes Thermoelement reagiert fast dreimal schneller als ein Pr100-RTD. Der schnellste Temperatursensor ist ein Thermoelement mit freiliegender Spitze. Durch Verbesserungen in der Fertigung konnten jedoch auch die Ansprechzeiten von Dünnschicht-Pt100-Sonden erheblich verbessert werden.Genauigkeit
RTDs sind im Allgemeinen genauer als Thermoelemente. RTDs haben in der Regel eine Genauigkeit von 0,1 °C, während die meisten Thermoelemente eine Genauigkeit von 1 °C aufweisen. Einige Thermoelementmodelle können jedoch mit der Genauigkeit von RTDs mithalten. Zu den vielen Faktoren, die die Genauigkeit eines Sensors beeinflussen können, gehören Linearität, Wiederholbarkeit oder Stabilität.Linearität
Das Verhältnis zwischen Temperatur und Widerstand in einem RTD-Sensor ist im Messbereich nahezu linear, während ein Thermoelement eine S-förmige Kurve aufweist.Stabilität
Die Messwerte von RTD-Sonden bleiben über einen langen Zeitraum stabil und wiederholbar. Die Messwerte von Thermoelementen neigen aufgrund chemischer Veränderungen im Sensor (z. B. Oxidation) zu Drift. Die Linearität und Driftfreiheit von RTDs machen sie langfristig stabiler.Fazit
Thermoelemente sind aufgrund ihres kostengünstigeren Herstellungsprozesses wirtschaftlicher als RTDs. Je nach Anzahl der für Ihre Anwendung benötigten Sonden kann dies ein wichtiger Faktor sein. RTDs hingegen liefern zuverlässigere Ergebnisse. Nachdem Sie den erforderlichen Messbereich und die erforderliche Leistung sorgfältig bestimmt haben, können Sie nun den für Ihre Anwendung am besten geeigneten Sensor auswählen.
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