تفاوت ترموکوپل و RTD  در اندازه‌گیری دما

در هر کارخانه، کارگاه یا سیستم صنعتی که با گرما و دما سروکار دارد، دقت در اندازه‌گیری دما نقشی حیاتی دارد. از کنترل دمای کوره‌ها و خطوط تولید گرفته تا نظارت بر عملکرد دستگاه‌ها، سنسورهای دما مثل ترموکوپل و RTD (به‌ویژه PT100) قلب اصلی سیستم کنترل دما هستند.
اما سؤال اصلی همیشه این است: کدام بهتر است؟ ترموکوپل یا RTD؟ و چه زمانی باید از هرکدام استفاده کنیم؟ برای پاسخ به این سؤال، بیایید کمی دقیق‌تر اما ساده‌تر به تفاوت‌های این دو بپردازیم.

ترموکوپل چیست و چطور کار می‌کند؟

ترموکوپل یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین ابزارهای اندازه‌گیری دماست. ساختارش ساده است: دو فلز متفاوت را در یک نقطه به هم متصل می‌کنند. زمانی که این نقطه گرم یا سرد می‌شود، ولتاژی ضعیف بین دو فلز ایجاد می‌شود. این اختلاف ولتاژ متناسب با دماست و دستگاهی به نام ترانسمیتر دما آن را به عدد قابل‌خواندن تبدیل می‌کند.

این سنسورها مدل‌های مختلفی دارند: K، J، T، E، N و حتی مدل‌های خاص مثل S، R، B که برای دماهای بسیار بالا (مثل کوره‌های ذوب فلزات) استفاده می‌شوند.
در بین آن‌ها، تیپ K از همه محبوب‌تر است؛ چون محدوده‌ی دمایی وسیعی را پوشش می‌دهد (تقریباً از -200 تا 1200 درجه سانتی‌گراد) و دوام بالایی در محیط‌های صنعتی دارد.

 

RTD یا PT100 چیست؟

RTD مخفف Resistance Temperature Detector به معنی آشکار ساز مقاومتی دما  است. در این نوع سنسور، به‌جای اختلاف ولتاژ، از تغییر مقاومت الکتریکی فلز (معمولاً پلاتین) برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌شود.
یکی از معروف‌ترین مدل‌های آن، سنسور PT100 است؛ یعنی سنسوری که در دمای 0 درجه سانتی‌گراد مقاومت آن 100 اهم است.

مزیت اصلی این سنسورها دقت بالای آن‌هاست. برخلاف ترموکوپل که ممکن است با نویز الکتریکی یا طول سیم دچار خطا شود، آر تی دی‌ ها عددی دقیق‌تر و پایدارتر ارائه می‌دهد. به همین دلیل در صنایع غذایی، دارویی و آزمایشگاهی که دقت مهم‌تر از بازه‌ی دمایی است، معمولاً از RTD استفاده می‌شود.

در مورد کا اصلی حسگرهای دما در ویکی پدیا بخوانید.

اصلی‌ترین تفاوت ترموکوپل و RTD

برای درک بهتر تفاوت این دو، کافی است به چند ویژگی کلیدی دقت کنیم:

۱. بازه‌ی دمایی:
تر موکوپل می‌تواند دماهای بسیار بالا را اندازه‌گیری کند (تا حدود 1700 درجه سانتی‌گراد در مدل‌های خاص)، درحالی‌که پی تی صد معمولاً تا 600 درجه را پشتیبانی می‌کند.
بنابراین، اگر با کوره، المنت حرارتی یا سیستم‌های ذوب فلز سروکار دارید، ترموکوپل انتخاب بهتری است.

۲. دقت اندازه‌گیری:
RTD دقتی بسیار بالاتر از ترموکوپل دارد. خطای اندازه‌گیری دراین سنسور دما معمولاً کمتر از 0.1 درجه است، درحالی‌که ترموکوپل ممکن است چند درجه خطا داشته باشد.
در نتیجه، در محیط‌هایی که کنترل دقیق دما اهمیت دارد (مثل اتاق تمیز، آزمایشگاه یا خط تولید دارو)، RTD بهتر عمل می‌کند.

۳. سرعت پاسخ‌دهی:
ترموکوپل‌ها معمولاً سریع‌تر از دیگر سنسور ها به تغییرات دما واکنش نشان می‌دهند، زیرا جرم حرارتی کمتری دارند. در فرآیندهایی که تغییر دما ناگهانی است، مثل خطوط تولید فولاد یا کوره‌ها، این ویژگی اهمیت زیادی دارد.

۴. مقاومت در برابر ضربه و لرزش:
از آنجا که ترمو کوپل ساختاری ساده‌تر و مقاوم‌تر دارد، در محیط‌های صنعتی خشن و پر لرزش بهتر دوام می‌آورد. در مقابل، RTD ظریف‌تر است و ممکن است در اثر لرزش یا ضربه آسیب ببیند.

۵. قیمت:
به‌طور کلی، ترموکوپل ارزان‌تر است. اگر نیاز به سنجش دما در چند نقطه مختلف دارید، استفاده از این سنسور از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر است.

PT100 چند سیمه چیست و چرا مهم است؟

معمولاً سه نوع اتصال برای این سنسورهای دما وجود دارد: دو سیمه، سه سیمه و چهار سیمه.

مدل دو سیمه ساده‌تر و ارزان‌تر است، اما دقت کمتری دارد؛ چون مقاومت سیم‌ها روی نتیجه تأثیر می‌گذارد

 

 

مدل سه سیمه متداول‌ترین نوع در صنعت است، چون تعادلی بین دقت و قیمت دارد.

 

مدل چهار سیمه بیشترین دقت را دارد و در محیط‌های آزمایشگاهی یا فرایندهای دقیق استفاده می‌شود.

با تمام این توضیحات انتخاب کدام سنسور دما برای ما مناسب‌ است؟ پاسخ قطعی وجود ندارد. انتخاب گزینه مناسب و بصرفه به نیاز شما بستگی دارد:

اگر دقت بالا می‌خواهید و دما خیلی زیاد نیست از آر تی دی استفاده کنید. اگر محدوده‌ی دمایی وسیع، سرعت بالا یا قیمت پایین‌تر برایتان مهم است ترموکوپل گزینه‌ی مناسب‌تری هست.

به زبان ساده:  اگر درگیر کوره، المنت حرارتی یا ترانسمیتر دما هستید ترموکوپل مناسبتر  است . و اگر کار شما به دقت، پایداری و تکرارپذیری نیاز دارد.انتخاب RTD بهتر است.

ارتباط سنسور و ترانسمیتر دما

هر دو نوع سنسور معمولاً برای انتقال سیگنال به اتاق کنترل یا PLC نیاز به ترانسمیتر دما دارند. ترانسمیتر دما سیگنال ضعیف سنسور را به سیگنال استاندارد (معمولاً 4 تا 20 میلی‌آمپر) تبدیل می‌کند تا خطاهای ناشی از نویز کاهش یابد.
بنابراین اگر قصد دارید سیستم دماسنجی خود را دقیق‌تر و قابل‌اعتمادتر کنید، حتماً از ترانسمیتر مناسب استفاده کنید.

نکاتی برای انتخاب و خرید

وقتی می‌خواهید سنسور دما بخرید، اول از همه باید به شرایط کاری خود فکر کنید. دمای محیط، نوع فرآیند و مدت زمانی که سنسور باید کار کند، همه در انتخاب تأثیر دارند.

به علاوه، طول کابل و نحوه نصب سنسور نیز اهمیت دارد. کابل بلند یا مسیر طولانی ممکن است باعث افت دقت شود، بنابراین بهتر است سنسور و ترانسمیتر دما را متناسب با فاصله و سیستم خود انتخاب کنید. جنس غلاف سنسور هم موضوع مهمی است؛ در محیط‌های مرطوب یا خورنده، انتخاب جنس مقاوم مانند استیل ضدزنگ عمر سنسور را افزایش می‌دهد.

در نهایت، کیفیت ساخت و برند سنسور نقش بزرگی در طول عمر و پایداری دارد. آلفا صنعت به عنوان تولیدکننده و فروشنده قطعات صنعتی، با کیفیت بالا را با قیمت مناسب تولید و عرضه می‌کند. کارشناسان ما می‌توانند با توجه به شرایط کاری شما، بهترین سنسور را پیشنهاد دهند تا عمر سیستم افزایش و هزینه‌های تعمیر کاهش یابد. برای استعلام قیمت محصولات و مشاوره تماس بگیرید یادر واتس اپ پیام بگذارید.