热电阻 (RTD) 与热电偶——它们有什么区别？它们分别用于什么？

热电阻和热电偶都是用于测量温度（例如华氏度和开尔文温度）的传感器。它们都属于接触式温度测量，尽管其作用都是测量物体的温度，但它们的工作原理和特性却有所不同。热电偶是目前应用最广泛的温度测量设备。热电偶无需补偿线，而且比热电偶更便宜。

获取报价
RTD vs Thermocouple

两种主要的接触式温度传感器分别是热电偶和热阻。它们的名称仅一字之差，都可用于测量物体温度。

热电偶和热阻的选择应根据被测物体的环境来判断。很多人不确定该如何选择。因此，在选择温度传感器时，充分了解热阻和热电偶温度传感器的区别至关重要。

RTD是“电阻温度检测器”（Resistance Temperature Detectors）的缩写。

热阻： 无需补偿线，价格更低。

热阻测温原理：基于导体或半导体电阻随温度变化的特性。

热阻是中低温领域最常用的温度检测器之一。热阻测温的原理是利用金属导体电阻值随温度升高而增大的特性进行温度测量。

热阻的优点：可以远程传输电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性和精度较好。但需要电源激励，无法瞬时测量温度变化。

热阻的缺点：虽然热阻在工业领域应用广泛，但由于其测温范围有限，应用受到一定限制。

工业用热敏电阻通常采用Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等材质，铂热敏电阻的温度范围一般为-200℃至-800℃，铜热敏电阻的温度范围为-40℃至-140℃。

热敏电阻大多由纯金属材料制成。目前，铂和铜是应用最广泛的两种金属。此外，镍、锰、铑等材料也已用于制造热敏电阻。

热敏电阻无需补偿线，且比热电偶价格更低。

热电偶：可远距离传输 4-20mA 的电信号

热电偶测温原理：

热电偶测温原理基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成一个闭合回路。当两个连接点的温度不同时，回路中会产生热电势。这种现象称为热电效应，也称为塞贝克效应。

闭合回路中产生的热电势由两种电势组成：热电势和接触电势。

热电势是指同一导体两端温差产生的电势。

不同的导体具有不同的电子密度，因此会产生不同的电势。

顾名思义，接触电势是指两种不同的导体接触时产生的电势。由于它们的电子密度不同，会发生一定程度的电子扩散，当它们达到某种平衡状态时，就会形成接触电势。接触电势的大小取决于两种不同导体的材料特性以及接触点的温度。

热电偶的优点：
温度测量范围宽，性能相对稳定，结构简单，动态响应良好，可远程传输4-20mA的电信号，便于自动控制和集中控制。

目前国际上使用的热电偶具有标准规范。国际上，热电偶分为八种不同的类型，分别是B、R、S、K、N、E、J和T。最低测量温度可达零下270摄氏度，最高可达1800摄氏度。

其中，B、R和S属于铂系列热电偶。由于铂是贵金属，因此它们也被称为贵金属热电偶，其余的则被称为廉价金属热电偶。

热电偶 分为普通型和铠装型两种。

普通热电偶通常由高温电极、绝缘管、保护套管和接线盒组成。铠装热电偶则是由热电偶丝、绝缘材料和金属保护套管组合而成，通过拉伸形成牢固的组合。

但热电偶的电信号需要特殊的导线来传输，这种导线称为补偿导线。

不同的热电偶需要不同的补偿导线，其主要功能是 与热电偶连接，使热电偶的参考端远离电源，从而保持参考端温度的稳定。

补偿导线分为两种类型：补偿型和延伸型。延伸导线的化学成分与被补偿的热电偶相同。然而，在实际应用中，延伸导线并非由与热电偶相同的金属制成。通常情况下，会使用与热电偶具有相同电子密度的导线。

补偿导线与热电偶之间的连接通常非常清晰。热电偶的正极连接到补偿导线的红色导线，负极连接到剩余颜色的导线。大多数常用的补偿导线由铜镍合金制成。

延伸阅读：三夹式卫生温度计

  1. 热电偶（英文：Thermocouple，缩写为TC）的工作原理是：温度变化时，热电偶会输出一个线性毫伏信号。仪器会放大该信号并将其转换为温度信号。
  2. 热电阻（英文：Resistance，缩写为RTD）的工作原理是：电阻值随温度变化呈线性变化。
  3. 温度变送器可以将热电偶的毫伏电压信号或热电阻的电阻值信号转换为4-20mA标准信号，用于自动化系统控制。
  4. 一般来说，热电阻比热电偶便宜。

延伸阅读：热电阻 (RTD) 与热电偶：区别何在？您应该使用哪一个？

这里，我们列出了一些热电阻和热电偶传感器的温度测量范围，以及 100°C 时的热电势和热电阻值。

热电偶

  • 铂金 Guy 10-铂金（S 型）（0-1300℃），T=100℃，E(100,0)=0.646mV。
  • 铂金 Guy 13-铂金（R 型）（0-1300℃），T=100℃，E(100,0)=0.647mV。
  • 真名-真思（K 型）（0-1200℃），T=100℃，E(100,0)=4.096mV。
  • 振明康铜（E型）（-200-760℃），T=100℃，E(100,0)=6.319mV。

热阻

  • 铂热阻（pt100）（-200-850℃），T=100℃，R=138.50Ω
  • 铜热阻（Cu50）（-50-150℃），T=100℃，R=71.4Ω

热电阻 (RTD) 与热电偶的区别

热电偶是一种测量温度的传感器，它与热阻一样都是温度传感器。但热电偶和热阻的主要区别在于：

  1. 信号性质

热阻本身是一种电阻，温度变化会导致电阻值发生正负变化；而热电偶则会产生感应电压的变化，该电压随温度变化而变化。

  1. 两种传感器的检测温度范围不同

热阻通常检测 0-150 摄氏度的温度范围，最高测量范围可达约 600 摄氏度（当然，也可以检测负温度）。

热电偶可以检测 0-1000 摄氏度（甚至更高）的温度范围。因此，前者用于低温检测，后者用于高温检测。

  1. 材料不同

从材料角度来看，热阻是金属材料，具有温度敏感特性；而热电偶是双金属材料，两者由两种不同的金属构成。

由于温度变化，两根不同金属导线的两端会产生电位差。

  1. PLC模块不同

PLC对应的热阻和热电偶的输入模块也不同，这句话没问题。但通常PLC直接连接4-20mA信号，而热阻和热电偶一般在连接PLC之前都配备有变送器。如果连接到DCS，则无需使用变送器！热阻是RTD信号，热电偶是TC信号！

PLC也有热阻模块和 热电偶 模块，可以直接输入热阻和热电偶信号。

    5. 价格不同

    热电偶有J型、T型、N型、K型、S型等多种型号。有些比电阻器贵，有些比电阻器便宜。但是，如果包含补偿线，热电偶的综合成本会更高。热阻是电阻信号，热电偶是电压信号。

    1. 测量原理不同

    热阻测温原理基于导体（或半导体）电阻随温度变化的特性。测量范围为-0℃至500℃。常用的热阻有铂电阻（Pt100、Pt10）和铜电阻Cu50（-50℃至150℃）。

    热电偶测温原理基于热电效应测量温度。常用的热电偶有铂铑-铂（S级，测量范围0℃至1300℃）、镍铬-镍硅（K级，测量范围0℃至900℃）、镍铬-康铜（E级，测量范围0℃至600℃）和铂铑30-铂铑6（B级，测量范围0℃至1600℃）。

    热电阻 (RTD) 与热电偶，如何选择？

    热电偶的选择应综合考虑使用温度范围、所需精度、使用环境、被测对象性能、响应时间和经济效益等因素。

    1. 测量精度和温度测量范围的选择
    • 当工作温度为 1300~1800℃ 且精度较高时，一般使用 B 型热电偶；
    • 精度要求不高，且环境允许使用钨铼热电偶。
    • 钨铼热电偶一般用于 1800℃ 以上；
    • 工作温度为 1000~1300℃，需要高精度测量时，可选择 S 型热电偶和 N 型热电偶；
    • 1000℃ 以下一般使用 K 型热电偶和 N 型热电偶；
    • 400℃ 以下一般使用 E 型热电偶；
    • T型热电偶通常用于250℃及以下温度的测量。T型热电偶在低温下稳定性好，精度高。
    1. 气氛选择

    S型、B型和K型热电偶适用于强氧化性和弱还原性气氛。J型和T型热电偶适用于弱氧化性和弱还原性气氛。如果使用气密性更好的保护管，则对气氛的要求不会太严格。

    1. 耐久性和热响应的选择

    线径较大的热电偶耐久性更好，但响应速度较慢。对于比热容较大的热电偶，响应速度较慢。测量温度梯度较大的温度时，如果需要进行温度控制，则温度控制效果较差。需要快速响应时间和一定耐久性，因此选择铠装热电偶更为合适。

    1. 根据被测物体的性质和状态选择热电偶

    测量运动物体、振动物体和高压容器的温度需要较高的机械强度。化学污染环境需要使用保护管。存在电磁干扰时，需要更高的绝缘性能。

    选择流程：型号-索引号-防爆等级-精度等级-安装方式和固定方式-保护管材质-长度或插入深度。

    相关产品

    Sheathed thermal resistance
    热电偶
    Bimetallic Thermometers
    双金属温度计
    Temperature Transmitters
    温度变送器

    Sino-Inst，专业生产 温度变送器，例如：铠装热电偶、组装式热电偶、防爆 热电偶等。

    Sino-Inst 的温度 变送器，中国制造，品质优良，价格实惠。我们的温度测量仪器广泛应用于中国、印度、巴基斯坦、美国等国家。