W pomiarach przemysłowych oraz w aplikacjach badawczo-rozwojowych kontrola temperatury to jeden z kluczowych elementów procesu. Wybór odpowiedniego czujnika ma bezpośredni wpływ na dokładność pomiaru, stabilność układu oraz niezawodność całej instalacji. Firma Acromag, jako producent przetworników temperatury od lat wspiera inżynierów w doborze właściwego rozwiązania – zarówno dla termopar jak i czujników RTD.
Ale wciąż pozostaje pytanie: termopara czy RTD – co, kiedy wybrać? Który czujnik będzie najlepszy do danego zadania? Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że wybór jest prosty i oczywisty. Jednak zakres temperatur, jednostki, limity, typ czujnika temperatury, sygnał wyjściowy itd., mogą powodować spore niespodziewane problemy przy instalacji czy rozruchu.
Termopary przemysłowe – szeroki zakres, szybka reakcja
Termopary należą do najczęściej stosowanych czujników temperatury w przemyśle. Ich główne zalety to:
- bardzo szeroki zakres pomiarowy
- krótki czas reakcji
- odporność na wibracje i wstrząsy
Jednocześnie należy pamiętać, że termopary są podatne na zakłócenia elektromagnetyczne i wymagają kompensacji złącza odniesienia (CJC). Niewłaściwa konfiguracja może prowadzić do błędów, szczególnie w środowiskach o dynamicznie zmieniającej się temperaturze otoczenia.
W dokumentacji firmy Acromag znajduje się tabela porównawcza dla wielu cech pomiarowych między czujnikami typu TC i RTD. Rozważane są m.in. dokładność, stabilność, czułość oraz zakres pomiarowy. Ale cechy, o których się często nie myśli, jak odporność na zakłócenia EMI, moc sygnału, konieczność kompensacji zimnego złącza (CJC), odporność na wibracje i wstrząsy, a nawet czas reakcji, mogą być decydujące. Jeżeli je pominiemy, mogą negatywnie wpłynąć na pomiary.
Przy konfiguracji nadajników do czujników temperatury, często pojawia się pytanie czy potrzeba, by nadajnik termopary miał włączoną kompensację zimnego złącza (CJC) czy nie. Można by sądzić, że zdrową zasadą jest ustawienie CJC = ON dla lepszej dokładności pomiaru. Jednak w rzeczywistości może to prowadzić do problemów pomiarowych. Termiczna zwłoka kompensacji zimnego złącza może sprawić, że termopara będzie złym wyborem, gdy jej współpracujący wzmacniacz lub zimne złącze jest narażone na szybko zmieniające się temperatury otoczenia. Dodatkowo występowanie kompensacji zimnego złącza we wzmacniaczu współpracującym często powoduje, że ten wzmacniacz sam się nagrzewa lub wymaga okresu rozgrzewania, by cały układ pomiarowy osiągnął równowagę termiczną.
Ponadto powszechnie uważa się że termopara działa przez tworzenie sygnału milowoltowego (mV) z połączenia dwóch różnych metali. Ale to nie jest całkowita prawda. Rzeczywistość jest taka, że to różnica temperatur pomiędzy jednym końcem przewodu a drugim powoduje małą siłę elektromotoryczną (emf) albo zmianę niesymetrii, która prowadzi do różnicy temperatur pomiędzy przewodem.
Czujniki RTD – wysoka dokładność i stabilność
Rezystancyjne czujniki temperatury RTD wybierane są wtedy, gdy kluczowa jest:
- wysoka dokładność pomiaru
- długoterminowa stabilność
- możliwość linearyzacji sygnału
Przy ich zastosowaniu ważny jest dobór liczby przewodów (2-, 3- lub 4-przewodowe), a także uwzględnienie współczynnika Alpha i potencjalnych błędów wynikających z konstrukcji oraz połączeń elektrycznych. Dzięki temu przetworniki temperatury Acromag mogą zapewnić maksymalną precyzję i niezawodność w systemach automatyki.
Przy stosowaniu odpowiedniego nadajnika dla czujników RTD, złożoność wzrasta poza typ RTD (Pt, Cu, Ni; najczęściej stosowanym jest Platinum 100 Ω). RTD są podatne na trzy dominujące grupy błędów: błędy wynikające z inherentnych tolerancji elementu czujnikowego. Błędy związane z gradientami termicznymi, które rozwijają się między elementem a materiałem, którego temperatura jest mierzona. I błędy elektryczne napotykane w okablowaniu między elementem czujnikowym a instrumentem pomiarowym. Wiele z tych błędów jest elektrycznych, inne wynikają po prostu z konstrukcji mechanicznej RTD.
Termistory – precyzyjne rozwiązania niszowe
Choć termistory są rzadziej spotykane w aplikacjach przemysłowych, coraz częściej wykorzystuje się je tam, gdzie potrzebna jest wysoka czułość w stosunkowo wąskim zakresie temperatur. To rozwiązanie zyskuje znaczenie zwłaszcza w precyzyjnych układach pomiarowych.
Dlaczego warto wybrać przetworniki temperatury Acromag?
Każde środowisko pracy (od zakładów produkcyjnych począwszy, przez laboratoria badawcze, po aplikacje R&D) wymaga indywidualnego podejścia. Dobór odpowiedniego czujnika i przetwornika temperatury zależy od warunków otoczenia, rodzaju materiałów, odległości sygnałowej czy jakości I/O.
Firma Acromag oferuje niezwykle szeroką gamę urządzeń oraz wsparcie techniczne, które ułatwia dobór optymalnego rozwiązania do każdego zastosowania. Dzięki temu użytkownik zyskuje pewność, że system pomiaru temperatury będzie pracował dokładnie i niezawodnie.
Termopara czy RTD. Podsumowanie
- Termopary przemysłowe – szeroki zakres, odporność, szybka reakcja.
- Czujniki RTD – najwyższa dokładność i stabilność
- Termistory – bardziej niszowe, ale precyzyjne rozwiązania
CSI S.A. jako oficjalny dystrybutor firmy Acromag zapewnia profesjonalne doradztwo techniczne i dobór urządzeń, które spełnią wymagania nawet najbardziej wymagających aplikacji przemysłowych.
