เทอร์โมคัปเปิล กับ RTD (PT100) ต่างกันอย่างไร เลือกแบบไหนให้เหมาะกับงาน

เวลาต้องเปลี่ยนหรือติดตั้งเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิใหม่ คำถามแรกที่ช่างและวิศวกรมักเจอคือ จะใช้เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) หรือ RTD (PT100) ดี ทั้งสองแบบวัดอุณหภูมิได้เหมือนกัน แต่หลักการ จุดแข็ง และข้อจำกัดต่างกันมาก การเลือกผิดอาจทำให้ค่าที่อ่านได้คลาดเคลื่อน เซ็นเซอร์เสียเร็ว หรือจ่ายแพงเกินจำเป็น

หลักการทำงานโดยย่อ

เทอร์โมคัปเปิล ประกอบด้วยโลหะสองชนิดที่ต่างกันเชื่อมกันที่ปลาย (Hot junction) เมื่อปลายร้อนและปลายต่อสายมีอุณหภูมิต่างกัน จะเกิดแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กระดับมิลลิโวลต์ (Seebeck effect) เครื่องวัดจะแปลงแรงดันนี้เป็นอุณหภูมิ

RTD (Resistance Temperature Detector) ใช้หลักที่ว่าความต้านทานของโลหะเปลี่ยนตามอุณหภูมิ ชนิดที่นิยมที่สุดคือ PT100 ซึ่งเป็นแพลทินัมที่มีความต้านทาน 100 โอห์มที่ 0 °C และเพิ่มขึ้นประมาณ 0.385 โอห์มต่อองศา

เปรียบเทียบแบบเห็นภาพ

หัวข้อ	เทอร์โมคัปเปิล	RTD (PT100)
ช่วงอุณหภูมิ	กว้างมาก ตั้งแต่ติดลบจนเกิน 1,200 °C (Type R/S/B สูงกว่านั้น)	โดยทั่วไปประมาณ -200 ถึง 600 °C
ความแม่นยำ	ปานกลาง เช่น Type K Class 2 คลาดเคลื่อนได้ราว ±2.5 °C	สูง เช่น Class A ราว ±0.15 °C ที่ 0 °C
ความเสถียรระยะยาว	ค่าเลื่อน (Drift) ได้เมื่อใช้ที่อุณหภูมิสูงนาน ๆ	เสถียรมาก
การตอบสนอง	เร็ว โดยเฉพาะปลอกขนาดเล็ก	ช้ากว่าเล็กน้อย
ความทนแรงสั่นสะเทือน	ดี	ต้องเลือกโครงสร้างให้เหมาะ
ราคา	ประหยัดกว่า	สูงกว่า

เมื่อไหร่ควรใช้เทอร์โมคัปเปิล

• อุณหภูมิใช้งาน สูงกว่า 500–600 °C เช่น เตาหลอม เตาอบชิ้นงาน หม้อไอน้ำ ปล่องไอเสีย
• ต้องการ ตอบสนองเร็ว หรือปลอกขนาดเล็กมาก เช่น วัดในแม่พิมพ์ หรือหัวฉีดพลาสติก
• จุดติดตั้งมี แรงสั่นสะเทือน สูง
• ต้องการเซ็นเซอร์จำนวนมากในงบประมาณจำกัด

ข้อควรรู้คือ เทอร์โมคัปเปิลต้องเดินด้วย สายชดเชย (Compensating cable) ให้ตรง Type และเครื่องวัดต้องมีการชดเชยอุณหภูมิปลายต่อสาย (Cold junction compensation) ถ้าใช้สายไฟธรรมดาต่อแทน ค่าที่อ่านได้จะเพี้ยน

เมื่อไหร่ควรใช้ RTD (PT100)

• งานที่ต้องการ ความแม่นยำและความเสถียร เช่น ไลน์ผลิตอาหารและเครื่องดื่ม การพาสเจอไรซ์ ยา ห้องเย็น
• จุดวัดที่เป็น จุดควบคุมคุณภาพ (CCP) และต้องสอบเทียบตามรอบ
• อุณหภูมิใช้งานอยู่ในช่วงไม่สูงมาก

ในงานอุตสาหกรรมนิยม PT100 แบบ 3 สาย เพราะช่วยชดเชยความต้านทานของสายไฟได้ ถ้าเดินสายไกลมากหรือต้องการความแม่นยำสูงสุด ให้ใช้แบบ 4 สาย หรือใส่ ทรานสมิตเตอร์ 4-20 mA ที่หัวเซ็นเซอร์เพื่อส่งสัญญาณไปยัง PLC

สรุปวิธีเลือกแบบเร็ว

1. อุณหภูมิเกิน 600 °C → เทอร์โมคัปเปิล
2. ต้องการความแม่นยำสูง ช่วงอุณหภูมิไม่สูง → PT100
3. ต้องการความไว หรือมีแรงสั่น → เทอร์โมคัปเปิล
4. สายยาว หรือส่งเข้า PLC → พิจารณาใส่ทรานสมิตเตอร์

ถ้ายังไม่แน่ใจ ถ่ายรูปจุดติดตั้ง เซ็นเซอร์ตัวเดิม และบอกช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานส่งมาให้ทีมงาน ARSO ทาง LINE เราช่วยเลือกและผลิตเซ็นเซอร์ตามขนาดที่ต้องการได้ตั้งแต่ 1 ชิ้น

หมายเหตุ: ค่าช่วงอุณหภูมิและความคลาดเคลื่อนในบทความเป็นค่าโดยประมาณตามมาตรฐานสากล (IEC 60584 สำหรับเทอร์โมคัปเปิล และ IEC 60751 สำหรับ PT100) ค่าจริงขึ้นกับวัสดุปลอก ขนาด และสภาพการใช้งาน