准确测量温度对各行各业都至关重要。测量温度的两个常见的工具是两种传感器：电阻温度检测器(RTD)和热电偶。虽然这两种工具的用途相同，但其在设计、功能和应用方面存在很大区别。选择正确的工具可能直接影响过程的精度、效率和安全。

本文探讨RTD和热电偶之间的主要区别，包括其工作原理，各自的优势和局限性，以及何时使用何种工具。

什么是电阻温度检测器(RTD)？

电阻温度检测器(RTD)，有时也被称为电阻测温设备，是一种温度传感器，通过将材料(通常为铂)的电阻与温度变化相关联来测量温度。电阻温度检测器(RTD)的工作原理很简单：随着温度的升高，材料的电阻呈线性增加。

RTD通常用于要求高精度的工业应用，以其测量值的准确度、稳定性和可重复性而广受青睐。比如，福禄克公司的5627A、5615、5609、5626。上述产品能够可靠地测量-200°C至660°C范围内的温度，使其成为中等温度范围过程的理想选择。但是，有些产品可承受高达1000°C的温度，例如Fluke 5624。

RTD所使用的材料

大多数RTD都是由铂制成的，因为其具有线性电阻-温度关系，并且具有可以承受高温而性能不减的能力。RTD也可以由其他材料制成，如镍和铜，但随着时间的推移，这些材料不太稳定，且耐用性较差，使用寿命较短。

RTD的类型

RTD具有不同尺寸，以适应不同应用。常见的RTD类型包括：

• 工业： 与二级RTD相比，通常具有较低准确度，但具有各种形状和尺寸。例如，Fluke 5606、5627A、5608、5618A。
• 二等：由于在传感器中使用了更高等级的铂，这些传感器具有比工业探头更高的准确度。
• 薄膜RTD：其特点是在基板上沉积了一层薄薄的铂，使其更坚固，成本效益更高。Fluke 1551A温度计就采用了这种薄膜设计探头。

什么是热电偶？

热电偶是一种温度传感器，其产生的毫伏级电压与连结处的两种不同金属之间的温差成正比。这种现象被称为塞贝克效应，是其工作原理的基础。福禄克的80PK xx系列提供各种不同设计的K型热电偶。我们还提供S型(5650)和R型(5649)热电偶。

热电偶以其宽温度量程，耐久性和快速响应时间而闻名。热电偶是在极端环境下测量温度的更受欢迎的选择之一，例如高温炉、发动机和低温系统，温度范围约为-270 °C至2,300 °C。

热电偶所使用的材料

热电偶由各种金属组合构成，每种组合适合特定的温度范围和环境。例如，K型热电偶采用镍铬和镍铝合金，在广泛的温度范围内兼具耐久性和准确度。不同材料与现有热电偶类型相关。

热电偶类型

可用的热电偶类型根据其用来产生温度读数所需的电阻的金属类型来分类。

常见的热电偶类型是所谓的贱金属热电偶，包括(但不限于)：

• E型：适用于需要快速响应的应用(例如航空航天)或存在磁场的场合(E型热电偶不具有磁性)；温度量程为-270 °C至1000 °C；采用镍铬合金和镍铜合金。
• N型：N型热电偶具有不同子类型，温度量程为-270 °C至1300 °C；具有高耐腐蚀性，适用于炼油厂或高温炉等应用；采用镍铬硅镁合金和镍硅镁合金。
• J型：适用于0 °C至760 °C的低温应用，如塑料制造或需要真空的场合；采用铁和镍铜合金。
• K型：通用热电偶，温度量程为-200 °C至1,260 °C；广泛应用于核应用，因为K型热电偶可承受辐射；通常采用镍铬合金和镍铝合金。
• T型：尤其适合低温应用，量程为-250 °C至350 °C；采用铜合金。

还有另一类为贵金属热电偶，包括(但不限于)：

• C型：工作温度范围为0 °C至2320 °C；通常用于真空、干燥氢气和高温应用；采用钨铼合金。
• B型：工作温度范围为1370 °C至1700 °C，用于玻璃制造和焚化炉等应用；采用铂铑合金。
• R型和S型：工作温度范围为-50 °C至1768 °C；通常用于高温应用，如热处理和生物技术等行业；通常采用铂铑合金

RTD和热电偶有何区别？

RTD和热电偶在以下几个关键方面有所不同，从工作原理到特定工业应用中的性能及其必要的过程温度。以下是显著的区别。

温度量程

• RTD：温度量程为-200 °C到660 °C，适用于中等温度范围应用。
• 热电偶：可测量-270 °C至2300 °C温度，是极端温度应用的理想选择。

准确度

• RTD：具有更高的准确度(+/-0.012°C)，具有出色的可重复性和漂移性能。
• 热电偶：准确度一般，大多数贱金属热电偶的典型准确度为0.75%读数或+/-1.0 °C，取大值。

灵敏度

• RTD: 由于其质量较大及设计原因，响应较慢。
• 热电偶：快速响应温度变化，使其成为动态环境的理想选择。

耐久性

• RTD由于采用铂线圈传感器设计，更容易受到物理冲击。
• 热电偶：非常坚固，可以承受振动、高压和腐蚀性环境。

Cost

• RTD由于精度和材料成本原因，较为昂贵。
• 热电偶：一般来说，更便宜，更容易更换。

热电偶与RTD的优缺点

什么情况下应使用RTD或热电偶？

选择RTD还是热电偶取决于具体应用要求。

以下情况下应使用RTD：

• 精确度至关重要，例如制药或实验室研究。
• 中等温度范围(-200 °C至660 °C)
• 长期稳定性必不可少。

以下情况下应使用热电偶：

• 涉及极端温度，如工业炉或低温储存。
• 要求耐久性和快速响应时间，例如航空航天或汽车应用。
• 成本是制约因素。

RTD和热电偶的校准

校准对于确保RTD和热电偶的准确度至关重要。RTD漂移较小，但热电偶由于易磨损，容易受环境因素影响，需要频繁校准。

现代校准工具，如校准干式炉，使得热电偶和RTD的校准过程高效可靠。这种便携式设备旨在模拟各种范围内的稳定温度，确保实验室内或现场精确校准。

通过使用专业级工具，技术人员可以消除臆测，并确保符合严格的行业标准。

为应用选择合适的传感器

RTD和热电偶是温度测量不可或缺的工具，各有其优势和局限性。RTD在精度和稳定性方面表现出色，而热电偶在快速变化的极端环境中占主导地位。

对于工业和计量专业人员来说，了解上述差异对于优化温度测量和保持出色工作至关重要。在校准方面，干式炉可提供所需的精度和易用性，可确保传感器发挥最佳作用。