Due delle più comuni tecnologie di sensori utilizzate per i misuratori di temperatura sono i rilevatori di termoresistenza (RTD) e le termocoppie (TC). La scelta avviene in base ai vantaggi propri di ciascuna diversa tecnologia. In un sensore a termocoppia, due metalli differenti sono collegati tra loro a un'estremità. In corrispondenza della giunzione, le variazioni di temperatura inducono una tensione / forza elettromotrice che viene misurata. Le TC non misurano una temperatura assoluta, bensì la differenza di temperatura fra il punto di misura (T1) e un punto di riferimento (Tref).
Principio di funzionamento di un sensore a termocoppia
Tipi di termocoppie con diversi campi di temperatura e diversi rapporti fra tensione generata e temperatura
Il sensore a TC iTHERM ProfileSens di Endress+Hauser
Principio di funzionamento di un sensore a termocoppia
Tipi di termocoppie con diversi campi di temperatura e diversi rapporti fra tensione generata e temperatura
Il sensore a TC iTHERM ProfileSens di Endress+Hauser
Vantaggi
- Ampio campo di temperatura da - 270 °C a + 1.820 °C
- Tempo di risposta rapido, adatto per misure di temperatura dinamiche
- Elevata resistenza alle vibrazioni
- Costo inferiore rispetto agli RTD
- Robustezza e durata, utili soprattutto in condizioni ambientali severe
Tipi di termocoppie
Le TC sfruttano l'effetto Seebeck, che si ha quando viene generata tensione fra due metalli diversi collegati fra loro. La tensione generata può essere misurata e convertita in valori di temperatura utilizzando una curva di taratura o una tabella. I tipi di termocoppie si differenziano in base alle diverse coppie di fili e ai diversi campi di misura. Ogni tipo di TC presenta un rapporto unico fra tensione generata e temperatura. Il tipo è indicato da una determinata lettera, ad es. TC tipo K, tipo J o tipo T.
Confronto tra RTD e TC
La differenza principale è il campo di temperatura, dato che un RTD può essere utilizzato in presenza di temperature moderate in un campo da - 200 °C a + 850°C. Il sensore a termocoppia può misurare temperature da - 270 °C a + 1.820 °C. In genere, la scelta fra termometri a termocoppia o a termoresistenza dipende dai requisiti specifici dell'applicazione.
Per cosa vengono utilizzati gli RTD? Un RTD può essere la scelta giusta se è necessaria una maggiore accuratezza o se vengono misurate temperature basse. Il loro tempo di risposta è più lento rispetto a quello delle termocoppie, ma sono più precisi in un campo di temperatura più ampio.
Quando viene utilizzato un sensore a TC? Una termocoppia può essere la scelta perfetta se occorre misurare temperature elevate, se il budget è limitato o se è necessario un termometro con tempi di risposta rapidi. Un altro vantaggio delle TC è che possono resistere a condizioni ambientali più severe (materiale corrosivo, vibrazioni ecc.).
Endress+Hauser ha sviluppato un sensore unico nel suo genere denominato iTHERM ProfileSens per pressioni e temperature elevate e fluidi aggressivi, costituito da un robusto cavo a isolamento minerale con doppio rivestimento in metallo (cavo MI) e fino a 4 TC in un unico cavo per il profilo di temperatura.
