Comparação de componentes comuns de medição de temperatura: termopares, resistores térmicos (RTDs), termistores, chips de medição de temperatura

Existem quatro componentes comuns de medição de temperatura: termopares, resistores térmicos (RTDs), termistores e chips de medição de temperatura (ICS). Abaixo, apresentaremos seus respectivos princípios e características e compararemos suas vantagens e desvantagens.

Termopar: Com base no efeito Seebeck, quando dois fios compostos por dois metais diferentes são conectados nas duas extremidades e uma extremidade é aquecida, haverá um fluxo de corrente contínuo no circuito termoelétrico. Teoricamente, quaisquer dois condutores diferentes podem ser configurados em termopares, mas como componentes práticos de medição de temperatura, materiais com propriedades termoelétricas estáveis, propriedades físicas e químicas estáveis, coeficiente de temperatura de resistência pequena, pequeno calor específico e alta linearidade geralmente são selecionadas. Os termopares padronizados geralmente têm sete tipos: S, B, E, K, R, J e T. Suas faixas de medição de temperatura correspondentes e curvas de temperatura potencial termoelétrica são diferentes. Para detalhes, verifique a tabela de graduação correspondente.

Resistor térmico (RTD): A resistividade dos metais mostra uma dependência óbvia da temperatura, e o valor de resistência dos condutores de metal muda com a temperatura. A maioria dos RTDs é feita de materiais de metal puro. Platina e cobre são os mais usados. Além disso, níquel, manganês, ródio e outros materiais são usados ​​porque podem suportar altas temperaturas, mantendo excelente estabilidade. Alterações na resistência de vários fios, como os fios do corpo da RTD, afetarão a medição da temperatura.

Termistores: Como RTDs, os termistores são resistores sensíveis à temperatura. Os termistores geralmente são feitos de materiais semicondutores e são divididos em coeficientes de temperatura positivos (PTC) e coeficientes de temperatura negativa (NTC). A maioria dos termistores usa coeficientes de temperatura negativos, ou seja, sua resistência diminui à medida que a temperatura aumenta. O valor de resistência do NTC pode mudar em vários pontos percentuais por grau Celsius, para que os circuitos do termistor possam detectar pequenas alterações de temperatura, que não podem ser observadas usando circuitos de RTD ou termopar. A alta resistividade dos termistores lhes fornece vantagens únicas de medição.

O preço do aumento da sensibilidade é a perda de linearidade. Os termistores são componentes extremamente não lineares que são altamente dependentes dos parâmetros do processo. Atualmente, os fabricantes não podem padronizar as curvas do termistor para o nível de padronização de RTDs e termopares. Por serem semicondutores, os termistores são mais suscetíveis a desalinhamento permanente a altas temperaturas do que RTDs ou termopares. Os termistores podem ser muito pequenos, o que significa que eles responderão rapidamente às mudanças de temperatura, mas sua pequena massa térmica os torna particularmente suscetíveis a erros de auto-aquecimento. Os termistores são muito mais frágeis que os RTDs ou termopares e devem ser instalados cuidadosamente para evitar a separação de quebra ou conexão.

Chip de medição de temperatura (IC): Na verdade, é um componente inteligente personalizado que pode ser configurado com tensão ou saída de corrente e pode obter uma saída que é linearmente proporcional à temperatura absoluta. No entanto, como os termistores, possui uma faixa de temperatura limitada, os problemas de auto-aquecimento e fragilidade também são óbvios e precisa ser fornecido com uma fonte de alimentação externa.