Materiali usati per RTD e termocoppie: guida tecnica
Le termocoppie sono dispositivi che sviluppano una tensione quando riscaldati. Quella tensione può essere usata nella misurazione della temperatura e nei sensori. Il dispositivo consiste di due metalli diversi uniti insieme. Quando la giunzione è riscaldata, viene prodotta una tensione, e la temperatura è correlata alla tensione. Il rivelatore di temperatura a resistenza (RTD) è simile a una termocoppia ma usa il cambiamento di resistenza come sensore di temperatura.
Termocoppia a bassa temperatura (0K a 450 °C)
Generalmente le termocoppie a bassa temperatura sono fabbricate in tre diverse configurazioni. Una è un conduttore di rame unito a un conduttore in lega rame-nichel. Un secondo tipo usa un conduttore in lega nichel-cromo unito a un conduttore nichel-alluminio. Ma la configurazione forse più nota per applicazioni a bassa temperatura usa un conduttore in lega nichel-cromo unito a uno in lega rame-nichel. L'uso finale della termocoppia determina il calibro dei conduttori.
Termocoppia per temperature superiori a 450 °C
Le termocoppie ad alta temperatura normalmente usano conduttori di platino uniti a conduttori in combinazione platino-rodio. Poiché ha una temperatura di fusione più alta, il contenuto di rodio è aumentato per applicazioni ad alta temperatura. Termocoppie iridio-rodio sono talvolta usate per temperature da 2150 °C a 2250 °C, e leghe tungsteno-renio sono usate per temperature molto alte, ma termocoppie di questi materiali sono piuttosto costose. Come per le termocoppie a bassa temperatura, il calibro del conduttore è dettato dall'applicazione specifica.
Termocoppie a film sottile ceramiche
La NASA sta sviluppando termocoppie a film sottile ceramiche per misurazioni superficiali nella ricerca sui sistemi di propulsione. Termocoppie fatte di silicuro di cromo e carburo di tantalio sono testate a temperature superiori a 1500 °C. Inoltre, due termocoppie a film sottile basate su ossido di indio-stagno sono state testate a 1500 °C. I risultati iniziali indicano che le composizioni silicuro e carburo di tantalio hanno un'uscita di tensione circa 15 volte quella delle termocoppie standard platino-rodio.
Rivelatore di temperatura a resistenza (RTD)
La maggior parte degli RTD usa una bobina di filo sottile avvolta attorno a un nucleo ceramico. La resistenza aumenta con l'aumentare della temperatura; quindi, una misurazione di resistenza correlerà direttamente con la temperatura. Il platino è il materiale più comunemente usato in un RTD, ma fili di nichel e rame sono anche usati. Gli RTD sono accurati e stabili, e immuni a interferenze elettriche - rendendoli utili in ambienti manifatturieri.