Wat is het verschil tussen een thermokoppel en een RTD-sensor?

Max van der Vlugt • 22 januari 2025

In de wereld van temperatuurmetingen zijn thermokoppels en RTD-sensoren (Resistance Temperature Detectors) twee van de meest gebruikte instrumenten. Beide worden ingezet om nauwkeurige temperatuurmetingen te verkrijgen in uiteenlopende toepassingen, van industriële processen tot wetenschappelijke experimenten. Hoewel ze hetzelfde doel dienen, verschillen ze aanzienlijk in hun werking, nauwkeurigheid, temperatuurbereik en toepassingen. In deze blog duiken we diep in de verschillen tussen thermokoppels en RTD-sensoren.

Wat is een thermokoppel?

Een thermokoppel is een type temperatuursensor dat werkt op basis van het thermoelectrisch effect (ook wel het Seebeck-effect genoemd). Het bestaat uit twee verschillende metalen die aan één kant met elkaar verbonden zijn. Wanneer de verbindingstemperatuur verandert, ontstaat er een spanning (elektrisch potentiaalverschil) die evenredig is aan de temperatuur. Deze spanning wordt gemeten en omgezet naar een temperatuurwaarde.

Hoe werkt een thermokoppel?

Twee verschillende metalen worden aan elkaar verbonden om een meetpunt te creëren.
Wanneer het meetpunt een andere temperatuur heeft dan het referentiepunt (meestal de kabelaansluiting), wordt er een spanning gegenereerd.
Deze spanning wordt gemeten en omgerekend naar een temperatuur op basis van kalibratietabellen die specifiek zijn voor het type thermokoppel.

Kenmerken van een thermokoppel:

Groot temperatuurbereik: Geschikt voor temperaturen van -200 °C tot meer dan 1800 °C, afhankelijk van het type.
Robuustheid: Bestand tegen ruwe omgevingen en hoge temperaturen.
Snel reagerend: Thermokoppels reageren snel op temperatuurveranderingen.

Toepassingen van thermokoppels:

Industriële ovens.
Motoren en turbines.
Solderen en lassen.
Chemische processen.

Wat is een RTD-sensor?

Een RTD-sensor (Resistance Temperature Detector) meet temperatuur door gebruik te maken van de eigenschap van bepaalde materialen (zoals platina) dat hun elektrische weerstand verandert met de temperatuur. De weerstand van het meetelement in de sensor wordt gemeten en omgezet naar een temperatuurwaarde.

Hoe werkt een RTD-sensor?

Het meetelement (meestal gemaakt van platina) verandert van weerstand afhankelijk van de temperatuur.
Een stroom wordt door de sensor geleid en de resulterende spanning wordt gemeten.
De gemeten spanning wordt vervolgens omgerekend naar een temperatuurwaarde op basis van kalibratiecurves (bijvoorbeeld de Pt100-standaard).

Kenmerken van een RTD-sensor:

Hoge nauwkeurigheid: Betrouwbare en consistente temperatuurmetingen.
Beperkt temperatuurbereik: Meestal tussen -200 °C en 600 °C.
Duurzaam: Weinig drift over tijd en bestand tegen omgevingsfactoren.

Toepassingen van RTD-sensoren:

Laboratoria.
HVAC-systemen.
Voedingsindustrie.
Medische apparatuur.

Verschillen tussen thermokoppels en RTD-sensoren

Hoewel beide sensoren worden gebruikt voor temperatuurmetingen, verschillen ze op verschillende gebieden:

Kenmerk	Thermokoppel	RTD-sensor
Werkingsprincipe	Gebaseerd op het thermoelectrisch effect	Gebaseerd op verandering in elektrische weerstand
Meetmateriaal	Twee verschillende metalen	Platina, nikkel of koper
Nauwkeurigheid	Lager (0,5–5 °C afwijking)	Hoger (0,1–1 °C afwijking)
Temperatuurbereik	-200 °C tot +1800 °C	-200 °C tot +600 °C
Reactietijd	Sneller	Langzamer
Robuustheid	Goed bestand tegen schokken en trillingen	Minder robuust dan thermokoppels
Kalibratie	Vereist kalibratietabellen voor specifieke types	Gebaseerd op internationale standaarden (bijv. Pt100)
Kosten	Relatief goedkoop	Duurder
Levensduur	Korter (slijtagegevoelig)	Langer (stabieler over tijd)
Draden	Vereist specifieke kabels om thermoelectrische effecten te vermijden	Vereist eenvoudige bedrading

Overeenkomsten tussen thermokoppels en RTD-sensoren

Hoewel ze verschillend werken, hebben thermokoppels en RTD-sensoren enkele belangrijke overeenkomsten:

Temperatuurmetingen: Beide worden gebruikt om temperaturen nauwkeurig te meten.
Contactmetingen: Beide sensoren moeten fysiek in contact komen met het object of medium om temperatuur te meten.
Veelzijdigheid: Ze worden gebruikt in een breed scala van industriële, wetenschappelijke en commerciële toepassingen.

Wanneer gebruik je een thermokoppel en wanneer een RTD-sensor?

Gebruik een thermokoppel wanneer:

Je te maken hebt met extreem hoge temperaturen (boven 600 °C).
Je een snelle reactietijd nodig hebt.
De sensor in een ruwe omgeving gebruikt wordt (bijvoorbeeld in ovens of motoren).
Kosten een belangrijke factor zijn.

Gebruik een RTD-sensor wanneer:

Nauwkeurigheid en stabiliteit van metingen belangrijk zijn.
Het temperatuurbereik beperkt blijft tot 600 °C of lager.
Je een lange levensduur en minimale drift over tijd nodig hebt.
Je werkt in toepassingen zoals laboratoria of de voedingsindustrie.

Voordelen en nadelen van thermokoppels en RTD-sensoren

Voordelen van thermokoppels:

Breed temperatuurbereik.
Goedkoop en eenvoudig te vervangen.
Robuust in extreme omstandigheden.

Nadelen van thermokoppels:

Minder nauwkeurig.
Vereist kalibratie en specifieke kabels.

Voordelen van RTD-sensoren:

Zeer nauwkeurig en stabiel.
Lange levensduur.
Eenvoudig te integreren met standaard meetinstrumenten.

Nadelen van RTD-sensoren:

Hogere kosten.
Beperkt temperatuurbereik.

Conclusie

Thermokoppels en RTD-sensoren zijn beide essentiële instrumenten voor temperatuurmetingen, maar ze zijn ontworpen voor verschillende toepassingen en omstandigheden. Thermokoppels zijn ideaal voor ruwe omgevingen en hoge temperaturen, terwijl RTD-sensoren de voorkeur hebben voor toepassingen die een hoge nauwkeurigheid en stabiliteit vereisen. Door de sterke en zwakke punten van elk type sensor te begrijpen, kun je de juiste keuze maken voor jouw specifieke toepassing en omgeving.

< Ouder bericht

Nieuwer bericht >