如何在熱電阻和熱電偶之間進行選擇

熱電阻（RTD）和熱電偶（TC）都是溫度傳感器，可以應用于廣泛領域。然而它們的設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行選擇？

每種技術都有自己的優(yōu)缺點，這使得它們適合或不適合某些工藝和應用。本文基于技術的優(yōu)劣勢深入研究每種類型的傳感器，重點介紹了熱電阻和熱電偶之間的6個最重要的差異。在決定哪種類型的傳感器適合您的應用之前，所必須考慮的各種因素將會得到解釋并總結。

熱電阻傳感器

測量原理：金屬的電阻值隨著熱量的增加（減少）而上升（下降），金屬變得更熱（冷）

因此，熱電阻是一種溫度傳感器，它利用金屬電阻的變化來測量局部溫度的變化。熱電阻傳感器元件是由在不同溫度下具有不同電阻值的純金屬制成。換句話說，隨著溫度的變化，材料的電阻有一個可預測的阻值變化。正是這種變化被用來確定實際溫度。熱電阻通常被認為是現(xiàn)有最精確的溫度傳感器之一，并且它們還具有出色的短期和長期穩(wěn)定性以及可重復性。

亮點

? 精確度高

? 靈敏度高

? 穩(wěn)定性好和可重復性

（低漂移）

限制條件

? 溫度范圍窄

? 成本高

熱電偶傳感器

熱電偶（TC）由兩種不同的金屬材料一端焊接在一起組成。當兩種金屬的連接處被冷卻或加熱時，會產(chǎn)生一個電壓差，這個電壓差可以直接與溫度相關聯(lián)，但只有在考慮了必要的冷端補償?shù)那闆r下。

熱電偶采用不同的金屬組合或校準范圍制造。最常見的類型是J、K、T和E，而高溫熱電偶包括R、S和C。每種類型都具有不同的溫度范圍和環(huán)境性能。由于熱電偶測量的溫度范圍很廣，而且相對穩(wěn)定，它們可用于工業(yè)和工藝應用，其中高精度可能是一個不那么重要的因素。

注：熱電偶連接處直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。

亮點

? 測量范圍廣

? 成本低

限制條件

? 精確度低

? 敏感度低

? 隨時間的變化相對較高的漂移量

熱電偶和熱電偶的6個關鍵區(qū)別

由于熱電阻和熱電偶的設計不同，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。

測量范圍

Measuring Range

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的應用。

精確度

Accuracy

熱電阻可提供最高的精度，當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。

靈敏度

Sensitivity

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時間，但它通常也需要更長的時間來達到熱平衡。這主要是由于冷端補償?shù)拇嬖冢鼘囟茸兓捻憫幌裎挥趥鞲衅黜敹说臒峤Y點那樣迅速。相比之下，熱電阻傳感器的設計更耐用，對溫度變化的反應更快（裸露的尖端）。

漂移

Drift

由于熱電阻傳感器的設計，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暴露或機械損傷導致的導線不均勻性，。因此，經(jīng)常對熱電偶進行校準和調(diào)整是十分必要的。

單點測量

Single Point Measurements

由于熱電偶的設計，可以將測量點縮小到兩種金屬焊接在一起的精確位置。當操作熱電偶時，可以使用“裸露尖端”非常準確地確定這個點。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，因為一些領先的供應商可以提供小至1x1.5mm的PT1000元件。

成本

Cost

當涉及到成本時，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，除了更長的安裝和設置時間外，還增加了產(chǎn)品的長期成本。

結論

熱電阻傳感器更準確、更穩(wěn)定、更具有可重復性。它們的漂移量也要少得多。熱電阻還提供了更強大的輸出信號，從而提高了靈敏度和線性度。然而，它們的測溫范圍更窄，最高測量溫度較低，而且通常更昂貴。

熱電偶更便宜，更耐用，可以測量更廣泛的溫度范圍。然而，它們的精度較低且漂移時間較長，因此必須經(jīng)常進行校準，增加了總體成本。

結論是，熱電阻和熱電偶都有各自的優(yōu)缺點。在選擇兩種溫度傳感器時，應考慮到所有6個關鍵差異，并考慮測量過程的重要因素。最后，尺寸也是一個需要考慮的重要因素，因為與熱電偶相比，熱電阻傳感器相對較大。

該結論完全基于傳感器類型的優(yōu)缺點，而沒有考慮測量設備的特點和優(yōu)點。

虹科能夠為您提供什么？

虹科提供了完整的驗證解決方案，其中傳感器本身只是整個測量設備中的一小部分。這意味著在做出最終選擇之前，還有一些額外的考慮。幾項研究表明，從投資的角度來看，購買有線驗證系統(tǒng)最初可能會更便宜，但當涉及到操作這兩個不同的系統(tǒng)（HK-TrackSense和HK-E-Val Pro）時，有一個重要因素非常突出——通過無線數(shù)據(jù)記錄器來安裝和操作熱電阻通常要快得多，這使得最初的購買價格與總運行成本相比時，顯得沒那么重要了。

換句話說，時間就是金錢，使用無線驗證系統(tǒng)工作通常會為操作人員節(jié)省大量的時間。虹科還具有非常獨特的混合解決方案，將熱電偶傳感器連接到我們的HK-TrackSense Pro無線數(shù)據(jù)記錄器上。該解決方案為凍干和UHT/HTST巴氏殺菌等應用提供了廣泛的選擇。

關于虹科和丹麥Ellab（意萊伯）

自1949年以來，虹科Ellab一直是您的驗證合作伙伴，提供醫(yī)藥和生物技術行業(yè)領先的精度和質(zhì)量的熱驗證解決方案，包括有線溫度系統(tǒng)E-Val Pro和無線溫度驗證系統(tǒng)TrackSense Pro，硬件和軟件均在丹麥的總部設計和制造。虹科Ellab提供驗證設備和IQ/OQ服務，以及租賃服務和校準服務，我們以專業(yè)的客戶支持計劃，包括技術支持，現(xiàn)場和工廠校準，服務能力等贏得客戶的信賴。ELLAB服務于大型、中型、小型的制藥、醫(yī)療和食品行業(yè)的企業(yè)，并涵蓋幾乎所有的過程中驗證解決方案，包括在滅菌，冷凍干燥，隧道式烘箱，巴氏殺菌，倉庫溫度分布驗證，巴氏滅菌等多種應用。虹科Ellab的TrackSense無線溫度驗證系統(tǒng)以其高質(zhì)量的穩(wěn)定性和堅固性而聞名。

原文標題：虹科分享 | 6個關鍵差異告訴您如何在熱電阻和熱電偶之間做出選擇

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