سنسورهای دمایی مختلفی در بازار وجود دارند که با توجه به ویژگی‌هایی که دارند در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این نوشته به بررسی تفاوت بین ترموکوپل و RTD، دو نوع از سنسورهای دمایی پرداخته شده است تا در زمان سفارش یا خرید بتوانید با توجه به این شش تفاوت مهم انتخاب مناسبی انجام دهید.
تفاوت ترموکوپل و RTD
ترموکوپل (thermocouple) چیست؟
سنسور دما مقاومتی یا RTD چیست؟
سنسورهای دمای مقاومتی یا همان RTD مخفف Resistance Temperature Detector است. سنسورهای مقاومتی به دلیل داشتن دقت و ثبات اندازه گیری بسیار خوب، شهرت و اعتبار خاصی در صنعت دارند و این اعتبار باعث استفاده از این نوع سنسورها در موارد گسترده‌ای در صنایع مختلف گردیده است. اساس اندازه‌گیری دما توسط سنسورهای مقاومتی تغییر مقاومت سیم پیچ سنسور با تغییر دما می‌باشد که جنس این سیم پیچ عموما از آلیاژ پلاتین می‌باشد که درون کپسول‌های سرامیکی و یا شیشه ای تعبیه شده‌اند که توسط گروه صنعتی ابزار دقیق ساتراپ دما تولید می شود.
انواع سنسور دما مقاومتی
ویژگی‌های انواع سنسورهای مقاومتی دما با توجه به نوع آلیاژی که در ساخت آنها به کار رفته است، متفاوت است. در ساخت سنسورهای RTD از فلزاتی مانند پلاتین، نیکل و مس استفاده می‌شود که سنسورهای RTD پلاتین متداول‌تر هستند. این نوع از دماسنج مقاومتی، مقاومت بالایی در برابر خوردگی داشته و پایدار هستند. سنسورهای RTD ساخته شده از نیکل به نسبت نوع ساخته شده از پلاتین، ارزان‌تر هستند و مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند. سنسورهای RTD مس از دو نوع دیگر ارزان‌تر هستند اما در دماهای خیلی بالا قابل استفاده نیستند، زیرا ممکن است اکسید شوند.
سنسورهای دما مقاومتی RTD بسته به کاربرد آنها و رنج اندازه‌گیری دما به صورت‌های مختلف دو سیمه، سه سیمه و چهار سیمه تقسیم بندی می‌شوند و همچنین علاوه بر آن انواع مختلفی چون PT1000 ،PT500 ،PT100 ،PT50 دارند که محبوب‌ترین و پر استفاده‌ترین آن در صنایع مختلف PT100 می باشد، که PT مخفف Platinum است به این معنا که آلیاژ استفاده شده در سیم پیچ از جنس پلاتین می‌باشد و عدد 100 نشان دهنده مقاومت خروجی سیم پیچ سنسور در دمای ℃0 است که معادل 100 اهم می‌باشد. سنسور دما مقاومتی PT100 در مدل‌های متنوع و کاربردهای وسیع در صنایع توسط گروه صنعتی ابزار دقیق ساتراپ دما طبقه بندی شده است.
شش تفاوت کلیدی در انتخاب بین ترموکوپل‌ها و سنسورهای RTD
حال که با انواع سنسور دما آشنا شدید، به بررسی تفاوت ترموکوپل و RTD می‌پردازیم. در حقیقت تفاوت ترموکوپل و RTD لیست کوتاهی نیست. از جمله موضوعاتی که بین این دو سنسور تفاوت‌هایی وجود دارد می‌توان به محدوده اندازه‌گیری دما، سیگنال‌های خروجی، زمان پاسخ‌دهی، خطای خود گرمایی و مقاومت در برابر شوک و لرزش اشاره کرد.
پرداختن به همه‌ی این تفاوت‌ها در این مقاله نمی‌گنجد و همچنین برخی از آنها با در برخی دیگر مستتر هستند و ذکر برخی از آنها کافی خواهد بود. به همین خاطر ما تنها شش تفاوت مهم بین این دو سنسور را ذکر می‌کنیم این شش تفاوت ترموکوپل و RTD که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم عبارتند از: محدوده اندازه‌گیری دما، دقت اندازه‌گیری دما، حساسیت، رانش، اندازه‌گیری تک نقطه‌ای و هزینه. پس از ذکر این تفاوت‌ها شما می‌توانید بر اساس نیازهای سیستم مورد استفاده‌تان و با استفاده از این اطلاعات، سنسور دمای مناسب را برای کاربرد مورد نظر خود تهیه نمایید.
متخصصین گروه صنعتی ابزار دقیق ساتراپ دما با سال‌ها تجربه و دانش کافی در حوزه ساخت و طراحی انواع ترموکوپل و سنسورهای RTD، به شما در انتخاب و خرید بهترین محصول که متناسب با نیازتان باشد، مشاوره رایگان می‌دهند. برای دریافت اطلاعات بیشتر، با ما تماس بگیرید: 02133978510
1. محدوده اندازه‌گیری دما
اولین تفاوت ترموکوپل و سنسور RTD که به آن می‌پردازیم، تفاوت در محدوده اندازه‌گیری دما است. محدوده دمای قابل اندازه‌گیری توسط انواع سنسورهای مقاومتی دما بین منفی 200 درجه سانتیگراد تا نهایتا 400 الی 500 درجه است. برخی سنسورهای آر تی دی تا 850 درجه سانتیگراد را نیز می‌توانند اندازه‌گیری کنند. این در حالی است که ترموکوپل‌ها می‌توانند دمایی در محدوده منفی 200 درجه تا 1800 درجه سانتیگراد را اندازه‌گیری کنند، در برخی انواع خاص، این مقدار می‌تواند حتی تا 2600 درجه سانتیگراد نیز باشد. با توجه به گستره دمایی وسیع‌تری که ترموکوپل ارائه می‌کند، استفاده از آن ممکن است کاربردهای بیشتری داشته باشد.
2. دقت اندازه‌گیری دما
دیگر تفاوت ترموکوپل و سنسور RTD در دقت اندازه‌گیری دما است. دقت اندازه‌گیری دما توسط سنسور RTD در محدوده 0/05 درجه تا 0/1 درجه سانتیگراد است که باعث می‌شود این سنسور برای کارهای دقیق‌تر مناسب‌تر از ترموکوپل باشد که دقت اندازه‌گیری آن در حدود 0/2 تا 0/5 درجه سانتیگراد است. قابل ذکر است همان‌طور که انتظار می‌رود، هرچه دقت اندازه‌گیری دما در سنسور آر تی دی بالاتر باشد، قیمت آن نیز بالاتر خواهد بود.
3. حساسیت
با وجود اینکه هردوی این سنسورهای دما، به تغییرات دمایی واکنش‌های سریعی نشان می‌دهند، ترموکوپل‌ها حساسیت بالاتری دارند. تفاوت ترموکوپل و سنسور RTD در حساسیت به دلیل تفاوت ترموکوپل و سنسور RTD در سرعت پاسخ‌دهی است. ترموکوپل‌ها زمان پاسخ‌دهی بین 0/1 تا 10 ثانیه دارند درحالی که سرعت پاسخ‌دهی سنسور آر تی دی در محدود 1 تا 50 ثانیه است. این درحالی است که ترموکوپل برای رسیدن به تعادل حرارتی، به زمان بیشتری نسبت به سنسور RTD نیاز دارد و دلیل آن، این است که نقطه اتصال دو سیم و دو سر آزاد سیم‌ها که از جنس‌های مختلفی هستند و در طرف دیگر آزاد هستند، زمان‌های متفاوتی برای رسیدن به یک دمای مشخص نیاز دارند و با سرعت یکسانی به دمای مورد نظر نمی‌رسند.
4. رانش
سنسور مقاومتی دما به نسبت ترموکوپل پایداری بیشتری دارد و رانش کمتری در نتایج آن مشاهده می‌شود. دلیل این مسئله، نوع طراحی سنسورهای RTD است که به نحوی انجام شده است که بتواند با ورودی یکسان تکرارپذیری بالایی در نتایج داشته باشد، رانش در سنسورهای آر تی دی در شرایط معمول در حدود 0/1 درجه سانتیگراد در 5 سال است و اگر شرایط سخت باشد ممکن است به 0/1 درجه سانتیگراد در هر سال نیز برسد که حتی با این وجود نیز از دیگر سنسور دما در این زمینه عملکرد بهتری دارد.
این تفاوت ترموکوپل و سنسور RTD همچنین ناشی از ناهمگن بودن سیم‌های به کار رفته در ساخت ترموکوپل است. این سیم‌ها ممکن است در اثر قرار گرفتن در معرض گرما یا فشارهای مکانیکی خم یا کج شوند و یا حتی تغییرات شیمیایی مانند اکسید شدن را در آنها مشاهده شود. به همین دلیل زمان رانش بیشتری دارد. در اثر بروز این اتفاقات، دقت این سنسور دما در طول زمان کاهش می‌یابد و نیازمند تنظیم مجدد خواهد بود. به همین دلیل استفاده از سنسورهای RTD در طولانی مدت مناسب‌تر است.
5. اندازه‌گیری تک نقطه‌ای
ترموکوپل از دو سیم با جنس‌های مختلف ساخته شده است که در یک سر به یکدیگر متصل هستند و در طرف دیگر آزاد هستند. با توجه به این نوع ساختار، می‌توان اندازه‌گیری دما را در نقطه مشخصی که دو سیم به یکدیگر جوش خورده‌اند انجام داد. اندازه‌گیری دما در این سنسور با استفاده از اختلاف پتانسیلی که بین دو سر آزاد سیم‌هایی که جنس‌های یکسانی ندارند و تبدیل این ولتاژ به دما صورت می‌گیرد. درحالی که اندازه‌گیری در سنسور آر تی دی با اندازه‌گیری پیوسته مقاومت در طول عنصر سازنده آن صورت می‌گیرد. این کار نیازمند تبدیل مقاومت به یک ولتاژ و استفاده از این ولتاژ برای اندازه‌گیری تفاوت ورودی تقویت‌کننده استفاده می‌شود. به عبارت دیگر، تفاوت ترموکوپل و سنسور RTD در اندازه‌گیری دما، در این است که در سنسور RTD با میانگین‌گیری روی کل سطح عنصر، دما اندازه‌گیری می‌شود و در ترموکوپل در نقطه جوش خوردن دو سیم به یکدیگر، انجام می‌شود.
5. هزینه
دیگر تفاوت ترموکوپل و RTD در هزینه پرداختی برای تهیه این دو سنسور است. به طور کلی سنسور RTD قیمت بالاتری نسبت به ترموکوپل دارد و به طور معمول یک سنسور RTD دو تا سه برابر گران‌تر از ترموکوپل‌های مشابه خودش است. در میان انواع سنسورهای RTD نیز، سنسورهای پلاتینیوم بالاترین و سنسورهای مس پایین‌ترین قیمت را دارند. این تفاوت قیمت در حالی است که با توجه به اثر رانش که بیشتر در ترموکوپل مشاهده می‌شود، نیاز به تنظیم مجدد آن در طول زمان وجود دارد. به همین خاطر در واقع، در طولانی مدت هزینه نگه‌داری از این سنسور باعث خواهد شد که هزینه کلی آن بیشتر از پرداخت یکباره برای خریداری یک سنسور RTD باشد.
مقایسه پارامترهای دو سنسور ترموکوپل و RTD
در بالا تفاوت ترموکوپل و سنسور RTD که اهمیت بالاتری دارند ذکر شد تا دیدگاه جامعی نسبت به این دو سنسور به شما داده شود. با توجه به این جزئیات کوچک است که شما می‌توانید انتخاب مناسبی در خرید سنسور مورد نیاز خود داشته باشید. هرچند این لیست طولانی‌تر است، اساسی‌ترین تفاوت‌های این دو سنسور برای شما به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته است و با داشتن همین اطلاعات نیز شما حتما می‌توانید سنسور مورد نیاز خود را شناسایی کرده و نسبت به خرید آن اقدام کنید.
جمع بندی
در این نوشته به شش تفاوت ترموکوپل و سنسور RTD پرداخته شد که از مهمترین تفاوت‌های این دو سنسور دما است. با استفاده از اطلاعات داده شده در این نوشته در زمینه‌های مختلف درباره این دو نوع سنسور دما، اکنون شما می‌توانید با توجه به کاربرد و نیاز خود، سنسور دمای مورد نیاز خود را تهیه کنید. به این مسئله توجه داشته باشید که تمام این نکات را در هنگام خرید در نظر بگیرید تا درست‌ترین انتخاب را با توجه به نیاز خود انجام دهید. در نهایت لازم است ذکر کنیم که به هنگام خرید، علاوه بر تفاوت ترموکوپل و RTD و نکات فنی که ذکر شد، لازم است به برند سازنده سنسورها نیز توجه کنید تا مطمئن باشید که دستگاه خریداری شده توسط شما از کیفیت مناسب برخوردار است و به خوبی نیازهای شما را برطرف خواهد کرد.
گروه صنعتی ابزار دقیق ساتراپ دما تولیدکننده انواع سنسور دما می‌باشد و شما می‌توانید سنسور مورد نیاز خود را از این برند نام آشنا و قابل اعتماد خریداری نمایید. ساخت ترموکوپل و ساخت انواع سنسور مقاومتی دما توسط این گروه صنعتی با کیفیت بالا صورت گرفته و شما می‌توانید با خرید محصولات این برند، از کیفیت کالای خریداری شده خود اطمینان داشته باشید.