Les thermocouples et les RTD (dispositifs de mesure de température à résistance) sont tous deux des dispositifs couramment utilisés pour mesurer la température. La principale différence entre eux réside dans leurs éléments de détection respectifs : un thermocouple utilise deux métaux différents, tandis qu'un RTD utilise un élément filaire résistif.
Thermocouples
Les thermocouples sont constitués de deux types de métaux différents reliés à une extrémité, créant ainsi une jonction. Lors de la chauffe ou du refroidissement de la jonction des deux métaux, une tension est créée qui peut être corrélée à la température.
Ces capteurs sont fabriqués dans une grande variété de modèles, tels que les sondes de thermocouple, les sondes de thermocouple avec Connecteurs, les thermocouples à couche mince, les sondes de thermocouple à jonction de transition, les thermocouples infrarouges, les thermocouples à fil nu, voire simplement les fils pour thermocouple.
Les thermocouples sont couramment utilisés dans de nombreuses applications en raison de leur large gamme de modèles et de spécifications techniques. Cependant, il est extrêmement important de comprendre leur structure de base, leur fonctionnalité et leurs échelles afin de mieux déterminer le type et le matériau de thermocouple adaptés à une application.
RTD
Les RTD sont des capteurs de température qui contiennent une résistance dont la valeur change en fonction de la température. Le RTD le plus populaire est le Pt100, une sonde industrielle utilisée depuis de nombreuses années pour mesurer la température dans les laboratoires et les processus industriels, et qui a acquis une réputation de précision, de répétabilité et de stabilité.
La plupart des éléments RTD sont constitués d'un fil fin enroulé autour d'un noyau en céramique ou en verre. L'élément est généralement assez fragile, il est donc souvent placé à l'intérieur d'une sonde gainée afin de le protéger. L'élément RTD est fabriqué à partir d'un matériau pur dont la résistance à différentes températures a été documentée. Ce matériau présente une variation de résistance prévisible lorsque la température change ; c'est cette variation prévisible qui est utilisée pour déterminer la température. > Sonde RTD PR-31
Thermocouples contre RTD
Bien qu'il ne soit pas pratique de comparer ces capteurs, nous pouvons généralement comparer leurs performances en fonction de critères spécifiques.
Plage de température
Les thermocouples sont les mieux adaptés pour fonctionner à des températures élevées. De nouvelles techniques de fabrication ont amélioré la plage de mesure des sondes RTD, mais plus de 90 % des RTD sont conçus pour des températures inférieures à 400 °C. En revanche, certains thermocouples peuvent être utilisés jusqu'à 25 000 °C. Pour mesurer avec précision les températures d'entrée des thermocouples, vous pouvez utiliser un contrôleur de thermocouple.
Coût
Les thermocouples sont généralement moins chers que les RTD. Un RTD coûte souvent deux à trois fois plus cher qu'un thermocouple de même type et couvrant la même plage de températures. L'installation d'un RTD permet de réaliser des économies, car elle est moins coûteuse grâce à l'utilisation de fils de cuivre bon marché. Cependant, ces économies ne suffisent pas à compenser le prix plus élevé de l'appareil.
Sensibilité
Si les deux types de capteurs réagissent rapidement aux changements de température, les thermocouples sont plus rapides. Un thermocouple à action rapide mis à la terre réagira près de trois fois plus vite qu'un RTD Pr100. Le capteur de température le plus rapide possible est un thermocouple à pointe exposée. Cependant, les améliorations apportées à la fabrication ont également considérablement amélioré les temps de réponse des sondes Pt100 à couche mince.
Précision
Les RTD sont généralement plus précis que les thermocouples. Les RTD ont généralement une précision de 0,1 °C, contre 1 °C pour la plupart des thermocouples. Cependant, certains modèles de thermocouples peuvent égaler la précision des RTD. Les nombreux facteurs qui peuvent affecter la précision des capteurs comprennent la linéarité, la répétabilité ou la stabilité.
Linéarité
La relation entre la température et la résistance dans un capteur RTD est presque linéaire dans la plage du capteur, tandis qu'un thermocouple présente une courbe de type « S ».
Stabilité
Les mesures des sondes RTD restent stables et répétables pendant longtemps. Les mesures des thermocouples ont tendance à dériver en raison des changements chimiques dans le capteur (tels que l'oxydation). La linéarité et l'absence de dérive des RTD les rendent plus stables à long terme.
Conclusion
Les thermocouples sont plus économiques que les RTD en raison de leur processus de fabrication moins coûteux. Selon le nombre de sondes dont vous avez besoin pour votre application, cela peut être une usine importante. Les RTD, en revanche, fournissent une sortie plus fiable. Après avoir soigneusement déterminé l’échelle et les performances requises, vous pouvez désormais sélectionner le type de capteur le plus adapté à votre application.