热电偶（TC）与热电阻（RTD）的区别
2025-04-01 17:03:48
钡铼技术
热电偶（TC）与热电阻（RTD）的区别
1. 工作原理
| 特性 | 热电偶（TC） | 热电阻（RTD） |
|---|---|---|
| 原理 | 基于塞贝克效应（温差→电压） | 基于电阻-温度特性（金属电阻随温度变化） |
| 输出信号 | 电压信号（μV级） | 电阻变化（Ω级） |
| 自供电 | 是（无需外部激励） | 否（需恒流源/电压激励） |
2. 温度范围与精度
| 特性 | 热电偶 | 热电阻 |
|---|---|---|
| 典型测量范围 | -200°C ~ +2300°C | -200°C ~ +850°C |
| 常用类型 | K型（-200~1260°C） | PT100（-200~850°C） |
| 精度 | ±1~2°C（需冷端补偿） | ±0.1~0.5°C（更高精度） |
| 线性度 | 较差（需多项式补偿） | 极好（接近线性） |
3. 结构与耐用性
| 特性 | 热电偶 | 热电阻 |
|---|---|---|
| 敏感元件 | 两种不同金属焊接点 | 铂/镍金属丝绕制或薄膜 |
| 机械强度 | 较高（但焊接点易损） | 较低（脆性，怕振动） |
| 化学稳定性 | 取决于金属类型（如K型抗氧化） | 铂金耐腐蚀（但怕污染） |
| 响应速度 | 快（0.1~10秒） | 较慢（1~30秒） |
4. 系统设计与成本
| 特性 | 热电偶 | 热电阻 |
|---|---|---|
| 信号调理 | 需高增益放大+冷端补偿 | 需精密恒流源+惠斯通电桥 |
| 导线要求 | 需补偿导线（同材质） | 普通铜线（三线制消除引线误差） |
| 典型成本 | 低（100） | 高（500，铂金材料贵） |
| 长期稳定性 | 一般（易老化） | 极好（铂金稳定性高） |
5. 典型应用场景
| 场景 | 热电偶优势案例 | 热电阻优势案例 |
|---|---|---|
| 高温测量 | 锅炉、冶金（>600°C） | 实验室恒温槽（-50~300°C） |
| 工业过程 | 快速响应的温度控制 | 高精度流程监测（制药、食品） |
| 恶劣环境 | 发动机排气温度 | 洁净室环境监测 |
| 成本敏感 | 家用电器温度保护 | 计量校准标准 |
6. 选型决策树
graph TD
A[温度>600°C?] -->|是| B[选热电偶]
A -->|否| C{需要精度>0.5°C?}
C -->|是| D[选RTD]
C -->|否| E{需要快速响应?}
E -->|是| B
E -->|否| F{预算有限?}
F -->|是| B
F -->|否| D总结
优先选择热电偶当：
超高温（>600°C）或超低温（<-100°C）
需要快速响应
预算有限且精度要求不高
优先选择RTD当：
中低温范围（-200~850°C）
要求高精度（±0.1°C级）
长期稳定性关键（如校准标准）
关键差异本质：
TC是"主动式"温度-电压转换，适合动态测量
RTD是"被动式"电阻变化，适合稳态精密测量
注：现代智能变送器可自动识别TC/RTD类型，并提供冷端补偿和线性化处理，简化了系统设计。
