Термодатчики Самые распространенные и популярные датчики для измерения температуры:
термопары,
термисторы,
резистивные датчики температуры,
а также инфракрасные термодатчики.
Разные типы термодатчиков. Слева направо: термопара, термисторы и РДТ.
Миллионы таких датчиков используются каждый день для решения различных задач: от вывода температуры двигателя на приборной панели автомобиля до измерения температур при производстве лекарств. Практически в любой отрасли в той или иной мере используются приборы для измерения температуры.
Основные характеристики различных термодатчиков
ТИП ДАТЧИКА
ТЕРМИСТОР
РЕЗИСТИВНЫЙ ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ (РТД)
ТЕРМОПАРА
Температурный диапазон (типичный)
-100...325°C
-200...650°C
200...1750°C
Точность (типичная)
0,05...1,5°C
0,1...1°C
0,5...5°C
Долговременная стабильность при 100°C
0,2°C/год
0,05°C/год
Переменная
Линейность
Экспонента
Довольно линейная
Нелинейная
Требуемое питание
Постоянное напряжение или ток
Постоянное напряжение или ток
Встроенный источник питания
Время отклика
Быстрое 0,12–10 с
Обычно медленное1–50 с
Быстрое0,10–10 с
Чувствительность к электрическим шумам
Низкая чувствительность Только высокое сопротивление
Низкая чувствительность
Чувствительный/компенсация влияния температуры холодного спая
Стоимость
Низкая или умеренная
Высокая
Низкая
Термопары Термопара — это самый популярный термодатчик, что обусловлено его относительно низкой стоимостью и надежностью. Принцип работы термопары базируется на эффекте Зеебека, который демонстрирует, что при контакте двух разнородных металлов с каждого конца и под влиянием изменения температур возникает небольшое напряжение.
Сочетание разных видов металлов обеспечивает разнообразие диапазонов измерения. На этом основании термопары распределяются по типам. Весьма популярным является Тип K с совмещением хромеля и алюмеля, обеспечивающий широкий диапазон измерения от –200 до +1350°C. К популярным типам также относятся J, T, E, R, S, B, N и C.
Термопары типа J, K, T и E также известны как термопары из неблагородных металлов. Типы R, S и B — это термопары из благородных металлов, которые применяются в условиях высоких температур.
Выходные значения с термопары необходимо линеаризовать в системе измерения.
Следует также учитывать компенсацию холодного спая. Горячий спай — это измеряющий конец термопары. Другой конец — это холодный спай, где, как правило, расположен источник эталонного сигнала. Компенсация холодного спая исключает воздействие напряжения, вырабатываемого такими холодными спаями, что обеспечивает более точное измерение температуры.