绕线与薄膜电阻温度传感器:哪个更好?

2021-08-04       来源:www.weilianchina.com       

绕线与薄膜电阻温度传感器:哪个更好? 维连温度传感器绕线与薄膜电阻温度传感器:哪个更好?

 

许多过程应用依靠绕线或薄膜电阻温度检测器 (RTD) 来提供高效和安全的操作。这两种电阻温度计具有不同的特性,各有优缺点。实际上,这是一个苹果和橙子的比较。更令人困惑的是,欧洲标准考虑了差异,而美国标准则一视同仁。

绕线式或薄膜电阻温度检测器 (RTD) 哪个性能更好?答案取决于几个变量,尤其是您的过程环境。增加混乱的是不同的标准,IEC 和 ASTM。

要找出哪种工业电阻温度计更适合您的应用,它有助于了解每个传感器的组成并详细了解它们的优缺点。

绕线电阻器和薄膜电阻器的区别

一种较旧的技术,线绕电阻器由一根细铂丝组成,包裹并融合在玻璃外壳内或嵌入陶瓷中。玻璃绕线电阻器可以承受一定程度的振动,但在温度高于 +400°C (+752°F) 时,当玻璃特性开始发生变化时,其精度会降低。这种变化会增加电导率并导致传感器失去准确性。另一方面,陶瓷线绕电阻器在温度变化期间由于机械力而产生的漂移较小,但它们在振动下容易损坏。

 

薄膜电阻温度传感器 维连温度传感器

薄膜热电阻

在薄膜电阻器中,一层非常细的铂沉积在陶瓷载体上。然后将铂膜和导线连接用玻璃层密封在一起。使用这种类型的 RTD 的缺点是铂膜、陶瓷基体和玻璃层在不同温度下的表现都不同。当温度太低 (-50°C/-58°F) 或太高 (+500°C/+932°F) 时,使用薄膜电阻器进行的测量可能与实际值的偏差大于实际值。一个绕线电阻器。这种偏差与材料的质量和工艺无关,而是设计和所用材料类型的结果,在 IEC 标准中得到了解决。

 

从好的方面来说,由于薄膜电阻器的质量(重量)和结构较小,因此它们体积小,并且抗振性非常好。他们也更敏感。此外,由于这种类型的 RTD 仅使用极少量的铂,而线绕电阻器的贵金属很长,因此薄膜电阻温度计更便宜。

IEC 60751 和 ASTM E1137/E1137M 标准

由于尺寸较大、价格较高且对振动敏感,绕线式检测器正在失宠并被薄膜传感器所取代。IEC 60751 (DIN EN 60751) 工业铂电阻温度计和铂温度传感器标准在 2008 年进行了修正,以考虑到绕线电阻和薄膜电阻之间的差异。它分别列出了公差等级和温度范围(表 1)。有了这个标准,就没有误解的余地,因为它清楚地定义了每种类型的电阻温度检测器的精度等级。

温度有效范围

公差值*

绕线电阻

薄膜电阻

机管局

−50… +250°C

0…+150°C

±(0.1 + 0.00017 |t|)

一种

−100…+450°C

−30… +300°C

±(0.15 + 0.002 |t|)

−196…+600°C

−50… +500°C

±(0.3 + 0.005 |t|)

C

 -196…+600°C

−50… +600°C

±(0.6 + 0.01 |t|)

*|t| = 以°C 为单位的温度模块,不考虑符号

表 1:IEC 60751 使用绕线和薄膜电阻器的温度计标准

ASTM E1137/E1137M 标准于 2014 年重新审查,但未进行修正以包括绕线和薄膜电阻器的行为差异。该标准继续以两个公差等级(A 级和 B 级)运行,均定义为 -200°C 至 +650°C的温度范围,无论其类型如何传感器。
 

苹果和橙子的比较

在并排评估两种不同类型的温度计时,IEC 60751 标准和 ASTM E1137/E1137M 标准中使用的不同标准可能会导致混淆。实际上,这是一个苹果和橙子的比较。乍一看,符合 ASTM 标准的探测器似乎比符合 IEC 标准的探测器要好,因为前者包含更广泛的温度范围。然而,ASTM 标准并未考虑材料行为的差异如何影响精度,特别是在低温和高温下(表 2)。

ASTM E1137/E1137M

IEC 60751:2008

没有信息

绕线电阻

薄膜电阻器

A级

B级

AA级

A级

B级

AA级

A级

B级

−200

+650

−200

+650

−50

+250

−100

+450

−196

+600

0

+150

−30

+300

−50

+500

表 2:符合 ASTM E1137/E1137M 和 IEC 60751 标准的绕线和薄膜温度计的温度范围(以°C 为单位)和公差等级/等级
 

每种 RTD 类型的优缺点

工艺条件决定了哪种类型的工业电阻温度计更适合应用,因为每种都有其优点和缺点。

线绕电阻器的优点

整个温度范围内的高精度,在某些实验室设置或贸易交接等应用中需要

绕线电阻的缺点

不抗振

长度更大(约 25 毫米)

比薄膜电阻贵 10 倍

薄膜电阻的优点

长度紧凑(约 3 毫米)

抗振,由于它们的质量更小且没有移动部件,使其成为压缩机和轴承应用的理想选择

尖端敏感传感器结构

约1/10个 线绕电阻器的成本的

薄膜电阻的缺点

低温和高温下的精度损失

总而言之,如果您需要在很宽的温度范围内使用高精度 RTD,尤其是在较高温度范围内,那么线绕电阻器的较高成本是值得的。

另一方面,薄膜电阻温度计非常适用于食品和饮料、制药和其他卫生应用,其中典型的过程温度保持在 +250°C 以下。维连的TR21系列微型 RTD采用zui新的薄膜技术,是一种经济实惠、节省空间的液体和气体介质温度测量解决方案。每个电阻温度计都带有直接传感器输出(3 线或 4 线版本的Pt100/Pt1000)或带有 4 … 20mA 输出信号的集成变送器。所有过程连接都满足卫生应用的严格要求。电气元件受到防潮保护。可根据您的需要选择插入长度、过程连接、传感器和连接方法。

凭借其低成本和其他优势,薄膜传感器在许多(尽管不是全部)应用中越来越受欢迎。仍然不确定在您的特定情况下使用哪种工业 RTD维连的温度专家团队很乐意提供进一步的帮助。电话/微信18717811268 黄工 sales@weilianchina.com
 

 

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