Unterschiede zwischen Thermistoren und Thermoelementen

Soweit ich weiß, sind sowohl Thermistoren als auch Thermoelemente Temperatursensoren. Was sind also die Vor-/Nachteile der Verwendung einer über der anderen, um die Temperatur zu messen? Was sind die spezifischen Anwendungen für einen der Sensoren?

Antworten (4)

Thermoelemente:

  • großer Temperaturmessbereich (Typ T = -200-350°C; Typ J = 95-760°C; Typ K = 95-1260°C; andere Typen gehen bis zu noch höheren Temperaturen)
  • kann sehr genau sein
  • Erfassungsparameter = Spannung, die von Übergängen bei unterschiedlichen Temperaturen erzeugt wird
  • Die Thermoelementspannung ist relativ niedrig (4,3 mV für ein Thermoelement vom Typ T mit einem Ende bei 0 ° C, dem anderen bei 100 ° C, das sind also 43 uV / C Tempco).
  • meist linear

Thermistoren:

  • engerer Erfassungsbereich ( Thermistoren der Qualität Z sind für -55 bis +150 °C spezifiziert)
  • Messparameter = Widerstand
  • normalerweise sehr nichtlinear
  • NTC-Thermistoren haben eine ungefähr exponentielle Abnahme des Widerstands mit steigender Temperatur
  • gut zum Erfassen kleiner Temperaturänderungen (es sei denn, Sie sind bei Ihrer Signalkonditionierung vorsichtig, es ist schwierig, einen Thermistor genau und mit hoher Auflösung über einen Bereich von mehr als 50 C zu verwenden).
  • Die Messschaltung benötigt keine Verstärkung und ist sehr einfach (ein Spannungsteiler mit Referenzwiderstand, der an die Referenzspannung gebunden ist, ist normalerweise ausreichend) – siehe meinen Blog für weitere Informationen zur Signalkonditionierung .
  • Genauigkeit ist normalerweise schwer besser als 1°C ohne Kalibrierung zu erreichen
Und es ist keine Kalibrierung mit einem Thermoelement erforderlich? Ich kann einen im Laden kaufen und einfach dem Lesen vertrauen?
Und wie vergleichen sich die Preise für die beiden?
gute Q's ... Thermoelemente haben Toleranzen, je nachdem, was Sie kaufen, welchen Typ und welchen Temperaturbereich Sie verwenden. Typ T ist in der Nähe der Raumtemperatur am genauesten. Der Fehler kommt von Variationen in der Metallurgie der Drähte (sowohl während der Herstellung als auch im Laufe der Zeit, da die Drähte mit Luft reagieren oder metallurgischen Veränderungen unterliegen können (Glühen/Abschrecken/Kaltverfestigung usw.)
Preise: Thermistoren sind billiger, es sei denn, Sie sprechen von kurzen Stücken von einfachen alten ungeschirmten ummantelten 30AWG-Drähten, die aussehen, als würden sie 0,20 bis 0,50 $ / ft kosten. Thermoelementsonden kosten normalerweise zwischen 15 und 150 US-Dollar.
Diese Antwort ist ungenau und gegenüber Thermoelementen voreingenommen. Drei ihrer Hauptnachteile müssen hinzugefügt werden: Reduzierte Genauigkeit, Kalibrierungsdrift mit der Zeit ( Ref. ), und sie sind hauptsächlich nicht linear ( Ref. ) .

Ein Thermistor ist ein temperaturempfindlicher Widerstand, während ein Thermoelement eine Spannung proportional zur Temperatur erzeugt. Thermoelemente können bei viel höheren Temperaturen arbeiten als Thermistoren.

Sie werden häufig zur Temperaturregelung in Heizungsanlagen eingesetzt.

Unterschiedliche Prinzipien Ein Thermistor ist ein elektrischer Widerstand aus halbleitendem Material, der in einen Stromkreis geschaltet werden kann. Das halbleitende Material besteht üblicherweise aus Manganoxiden und Nickeloxiden. Der Thermistor funktioniert nach dem Prinzip, dass sich der elektrische Widerstand dieses Materials mit der Temperatur ändert. Ein Thermoelement hingegen besteht aus zwei Drähten unterschiedlicher Metalle, wie Kupfer und Eisen. Die Drähte gleicher Länge sind an einem Ende elektrisch miteinander verbunden und am anderen Ende offen. Das Prinzip ist, dass wenn die offenen Enden der Drähte eine feste Temperatur haben und Sie die Temperatur am angeschlossenen Ende ändern, dies eine Spannung zwischen den beiden Drähten am offenen Ende des Thermoelements erzeugt.

Messen der Temperatur Mit einem Thermistor könnten Sie ein Instrument verwenden, das den elektrischen Widerstand misst und es über den Thermistor anschließen. Sie messen eine Widerstandsänderung bei einer Temperaturänderung. Wenn Sie sich dann einer Tabelle zuwenden, in der die Temperaturänderung über dem Widerstand aufgeführt ist, können Sie die Temperatur aus dieser Tabelle ermitteln. Bei einem Thermoelement messen Sie mit einem elektrischen Schaltkreis die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Drähten am offenen Ende und messen damit die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Enden der Drähte.

Thermistor oder Thermoelement? Im Allgemeinen sind Thermoelement-Messwerte genauer als Thermistor-Messwerte. Allerdings reagieren sie langsamer auf Temperaturänderungen. Thermistoren sind im Allgemeinen auch teurer als Thermoelemente, da eine externe Stromquelle und die Schaltung des Geräts erforderlich sind. Die Entscheidung, das eine oder das andere zu verwenden, hängt von Ihren spezifischen Bedürfnissen ab.

Der Widerstand eines Thermistors ändert sich mit der Temperatur. Wenn Sie es mit einem Widerstand in Reihe schalten, um einen Spannungsteiler zu bilden, können Sie die Temperatur mit einem Voltmeter messen. Für noch genauere Messungen kann es Teil einer Wheatstone-Brücke sein. Sie werden oft als Übertemperatursensor verwendet.

Ein Thermoelement ist ein Paar unterschiedlicher Drähte, die miteinander verbunden sind. Wenn Wärme zugeführt wird, wird ein kleiner Strom erzeugt. Die Stromstärke ist ungefähr proportional zur Temperatur. Sie arbeiten bei höheren Temperaturen als Thermistoren. Eine übliche Verwendung für ein Thermoelement ist ein Detektor an einer Gaszündflamme. Wenn die Kontrolllampe erlischt, kühlt das Thermoelement ab und die Gaszufuhr wird abgeschaltet.

Ist die Spannung nicht proportional zur Temperatur?
Gebräuchlicher ist ein Bimetallstreifen als Detektor für eine Kontrolllampe. Es kann die Versorgung ohne weitere Komponenten abschalten.
„Für noch genauere Messungen kann es Teil einer Wheatstone-Brücke sein.“ Nicht wirklich. Das gilt für Dehnungsmessstreifen, bei denen angepasste Elemente die Wheatstone-Brückenkonfiguration nutzen. Thermistoren haben diese Fähigkeit nicht.
@m.Alin: "Ist die Spannung nicht proportional zur Temperatur" - die Thermoelementspannung ist proportional zur Temperaturdifferenz . (ungefähr - es gibt eine gewisse Nichtlinearität) Aber Sie haben Recht, es ist Spannung, nicht Strom.
@Leon: Ich habe noch nie von der Verwendung von Bimetallstreifen gehört. Ein Thermoelement kann zu diesem Zweck völlig passiv verwendet werden, indem der erzeugte Strom durch eine Spule geleitet wird, die das Ventil gegen eine kleine Feder offen hält. Einfach und kostengünstig, ohne externe Stromversorgung.
Sie benötigen eine Thermosäule (mehrere Thermoelemente in Reihe), um genügend Spannung oder Leistung zu erzeugen, um ein Ventil offen zu halten. Meine Propanheizung lief früher von der Zündflamme aus auf diese Weise und würde auch bei Stromausfall noch funktionieren.