การติดตั้ง Temperature Sensor ดูเหมือนเป็นงานที่ไม่ซับซ้อน เพียงติดตั้งเซนเซอร์เข้ากับท่อ ถัง หรือเครื่องจักรแล้วต่อสายเข้ากับ Temperature Controller แต่ในงานอุตสาหกรรม หากเลือกชนิดเซนเซอร์หรือติดตั้งไม่เหมาะสม อาจทำให้ค่าที่วัดได้ คลาดเคลื่อน ตอบสนองช้า หรือเกิดปัญหากับระบบควบคุมอุณหภูมิ

โดยเฉพาะการเลือกใช้งานระหว่าง RTD (Resistance Temperature Detector) และ Thermocouple ซึ่งมีหลักการวัด สัญญาณเอาต์พุต และข้อกำหนดด้านการเดินสายแตกต่างกัน

โดยทั่วไป RTD มีจุดเด่นด้าน Accuracy, Repeatability และ Stability ขณะที่ Thermocouple เหมาะกับงานที่ต้องการตอบสนองเร็ว อุณหภูมิสูง หรือสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือน ทั้งนี้การเลือกต้องพิจารณา Process จริงร่วมด้วย

Temperature Sensor คืออะไร?

Temperature Sensor คืออุปกรณ์ที่ใช้ตรวจวัดอุณหภูมิของสิ่งที่ต้องการควบคุมหรือเฝ้าติดตาม เช่น

• น้ำ
• น้ำมัน
• อากาศ
• ไอน้ำ
• สารเคมี
• เครื่องจักร
• ถัง Process
• ท่อในระบบอุตสาหกรรม
• เตาอบหรือเตาเผา

เซนเซอร์จะส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์อ่านค่า เช่น Temperature Controller, Indicator, PLC, DCS หรือ Temperature Transmitter

รูปแบบที่พบในงานอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลายคือ RTD และ Thermocouple

RTD vs Thermocouple ต่างกันอย่างไร?

RTD คืออะไร?

RTD หรือ Resistance Temperature Detector เป็นเซนเซอร์ที่ใช้การเปลี่ยนแปลงของค่าความต้านทานไฟฟ้าตามอุณหภูมิ โดยในงานอุตสาหกรรมพบ Platinum RTD เช่น Pt100 และ Pt1000 ได้บ่อย

RTD สามารถใช้การต่อสายแบบ

• 2 Wire
• 3 Wire
• 4 Wire

โดยเฉพาะ 3-Wire เป็นรูปแบบที่พบได้มากในงานอุตสาหกรรม และช่วยชดเชยผลกระทบจากความต้านทานของสายได้ดีกว่าแบบ 2-Wire เมื่อสายมีความต้านทานใกล้เคียงกัน

Thermocouple คืออะไร?

Thermocouple ใช้โลหะต่างชนิด 2 ชนิดสร้างสัญญาณแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กตามความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างจุดวัดกับจุดอ้างอิง

ชนิดที่พบในงานอุตสาหกรรม เช่น

• Type K
• Type J
• Type T
• Type E
• Type N
• Type R
• Type S
• Type B

Thermocouple ต้องใช้ Cold Junction Compensation (CJC) และต้องเลือกชนิดของสาย/การต่อให้ตรงกับ Type ของเซนเซอร์ เพื่อให้การอ่านค่าถูกต้อง

5 ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยในการติดตั้ง Temperature Sensor

1. เลือกชนิดเซนเซอร์ไม่เหมาะกับงาน

ความผิดพลาดแรกคือเลือกจากคำว่า “วัดอุณหภูมิได้เหมือนกัน” โดยไม่ได้ดู Process

ตัวอย่างเช่น

RTD

เหมาะกับงานที่ให้ความสำคัญกับ

• Accuracy
• Repeatability
• Stability
• การวัดอุณหภูมิในช่วงที่เหมาะสมกับ Sensor
• งาน Process ที่ต้องการค่าค่อนข้างละเอียด

Thermocouple

เหมาะกับงานที่ต้องการ

• Response Time เร็ว
• อุณหภูมิสูง
• พื้นที่ติดตั้งจำกัด
• งานที่มี Vibration หรือสภาพแวดล้อมค่อนข้างหนัก

อย่างไรก็ตาม ไม่ควรใช้หลักนี้แบบตายตัว เพราะการเลือกต้องดู Temperature Range, Pressure, Media, Vibration, Response Time และ Installation ของจุดวัดด้วย

2. ต่อสาย RTD ผิดแบบ

นี่เป็นปัญหาที่พบได้บ่อย โดยเฉพาะเมื่อเลือก RTD แบบ 3-Wire แต่ต่อสายไม่ตรงกับ Terminal ของ Transmitter หรือ Controller

RTD แบบ 2-Wire จะมีผลจาก Lead Wire Resistance เข้ามารวมอยู่ในการวัด ซึ่งอาจทำให้เกิด Error ได้ โดยเฉพาะเมื่อสายยาว

ส่วน 3-Wire สามารถชดเชยความต้านทานของสายได้เมื่อสายมี Resistance ใกล้เคียงกัน และ 4-Wire ให้ความแม่นยำในการชดเชยผลจากสายได้ดีกว่า

ตัวอย่างข้อผิดพลาด

เลือก

Pt100 3-Wire

แต่ต่อสายเข้ากับเครื่องมือเหมือน RTD แบบ 2-Wire

ผลที่ตามมาอาจทำให้ระบบอ่านค่าอุณหภูมิไม่ตรงกับค่าจริง

ดังนั้นควรตรวจสอบ Wiring Diagram ของ Sensor และ Input Device ทุกครั้งก่อนต่อสาย

3. ต่อสาย Thermocouple ผิดขั้ว

สำหรับ Thermocouple เรื่อง Polarity สำคัญมาก

หากต่อขั้ว Positive และ Negative สลับกัน สัญญาณที่ส่งไปยังเครื่องมือวัดอาจผิด ทำให้ค่าที่แสดงคลาดเคลื่อน หรือในบางกรณีแสดงผลผิดทิศทางได้

นอกจากนี้ต้องตรวจสอบด้วยว่า

Thermocouple Type = Instrument Input Type

เช่น

Type K → Input ต้องรองรับ Type K

ไม่ควรนำสาย Thermocouple คนละ Type มาต่อแทนกันเพียงเพราะลักษณะสายภายนอกคล้ายกัน

4. ใช้สายต่อ Thermocouple ไม่ตรงกับชนิดของ Sensor

Thermocouple ไม่ใช่สายสัญญาณทั่วไปที่สามารถต่อด้วยสายอะไรก็ได้โดยไม่ต้องพิจารณา

เนื่องจาก Thermocouple สร้างสัญญาณระดับ mV และหลักการวัดเกี่ยวข้องกับ Thermoelectric Voltage จึงต้องเลือกสาย Extension หรือ Compensating Cable ให้เหมาะสมกับ Type ของ Thermocouple

ตัวอย่างเช่น หากใช้ Type K ควรตรวจสอบว่าสายต่อและ Input ของอุปกรณ์รองรับ Type K ตาม Specification

การใช้สายผิดประเภทอาจเพิ่ม Error ในระบบวัดได้

5. ไม่ทำ Cold Junction Compensation สำหรับ Thermocouple

นี่เป็นอีกหนึ่งจุดที่แตกต่างจาก RTD อย่างชัดเจน

Thermocouple วัดความสัมพันธ์ของอุณหภูมิระหว่าง Measuring Junction กับ Reference Junction

ดังนั้นเครื่องมือจำเป็นต้องทราบอุณหภูมิของ Reference Junction เพื่อชดเชยและคำนวณค่าอุณหภูมิที่จุดวัดได้ถูกต้อง

ปัจจุบัน Temperature Transmitter และ Controller หลายรุ่นมี Automatic Cold Junction Compensation (ACJC) อยู่แล้ว แต่ต้องตรวจสอบว่า Input และการตั้งค่าของอุปกรณ์รองรับ Thermocouple Type ที่ใช้งานจริงหรือไม่

RTD หรือ Thermocouple เลือกอย่างไร?

ปัจจัย	RTD	Thermocouple
หลักการวัด	ความต้านทานไฟฟ้า	Thermoelectric Voltage
ความแม่นยำ	โดยทั่วไปสูงกว่าในงานที่เหมาะสม	ขึ้นอยู่กับ Type และ Grade
Response Time	โดยทั่วไปช้ากว่า	โดยทั่วไปเร็วกว่า
งานอุณหภูมิสูง	ขึ้นอยู่กับชนิดและโครงสร้าง	มี Type ที่เหมาะกับอุณหภูมิสูง
Wiring	2 / 3 / 4 Wire	ต้องใช้สายที่เหมาะกับ Type
Cold Junction Compensation	ไม่ใช่หลักการแบบ Thermocouple	จำเป็นสำหรับการวัดที่ถูกต้อง
งานทั่วไป	Process / HVAC / Food / Pharma ฯลฯ	Furnace / High Temperature / Fast Response ฯลฯ
จุดต้องระวัง	Lead Wire Resistance	Polarity / Type / CJC / Cable

ข้อมูลของ WIKA ระบุว่า RTD โดยทั่วไปมีจุดเด่นด้าน Accuracy, Repeatability และ Stability ขณะที่ Thermocouple มีจุดเด่นในงานอุณหภูมิสูงและการตอบสนองเร็วกว่า แต่การเลือกจริงต้องดูสภาพหน้างานเป็นหลัก

สรุป

การติดตั้ง Temperature Sensor ไม่ใช่เพียงเลือก Sensor ที่วัดอุณหภูมิได้แล้วนำไปติดตั้ง แต่ต้องพิจารณาตั้งแต่ ชนิดของ Sensor, Temperature Range, Wiring, Polarity, ตำแหน่งติดตั้ง, Immersion Depth, Thermowell และ Input ของเครื่องมือ

FAQ คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Temperature Sensor

Q1: RTD กับ Thermocouple ต่างกันอย่างไร?

RTD วัดอุณหภูมิจากการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานไฟฟ้า ส่วน Thermocouple สร้างสัญญาณแรงดันไฟฟ้าจากความแตกต่างของอุณหภูมิที่จุดวัดและจุดอ้างอิง

Q2: RTD หรือ Thermocouple แบบไหนแม่นยำกว่า?

โดยทั่วไป RTD มีจุดเด่นด้าน Accuracy และ Stability แต่ความแม่นยำจริงขึ้นอยู่กับ Sensor Class, Wiring, Instrument และสภาพการติดตั้ง ไม่ควรตัดสินจากชนิด Sensor เพียงอย่างเดียว

Q3: ทำไม Thermocouple ต้องระวังเรื่องขั้ว + และ -?

เพราะ Thermocouple สร้างสัญญาณจาก Thermoelectric Effect หากต่อ Polarity ผิด เครื่องมืออาจอ่านค่าอุณหภูมิผิดหรือผิดทิศทางได้

Q4: RTD แบบ 2 Wire กับ 3 Wire ต่างกันอย่างไร?

RTD แบบ 2 Wire ได้รับผลจากความต้านทานของสายโดยตรง ขณะที่ 3 Wire สามารถชดเชยผลจาก Lead Resistance ได้เมื่อความต้านทานของสายแต่ละเส้นใกล้เคียงกัน

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม / ขอใบเสนอราคา: [เบอร์ติดต่อ : 089-612-8998 / 095-369-5694 / Line : @pinpointt  / www.pinpointinstrument.co.th /https://pressuregaugethai.com // https://lin.ee/yuGLlkN

ดูรายละเอียดสินค้าเพิ่มเติมได้ที่ Pinpoint Instrument สินค้า  valve  วาล์วและเครื่องมือวัด

Facebook Fanpage : ขายวาล์ว และเครื่องมือวัด  ขายเกจวัดแรงดันและโฟลมิเตอร์   Pinpoint Instrument