先把三種感測器放在同一張選型表
選溫度感測器時，先回答四件事：被測溫度會落在哪個範圍、允許誤差是多少、感測器離輸入模組多遠、溫度變化需要多快被看見。NTC 以電阻隨溫度變化來量測，常見於低到中溫與成本敏感的設備；PT100 是鉑電阻，依電阻值對應溫度，適合要求可追溯與穩定性的量測；熱電偶利用不同金屬接點產生的熱電勢，適合更高溫或需要小型探頭的場合。這些是選型方向，不是任何品牌型號的通用規格。
| 項目 | NTC | PT100 | 熱電偶 |
|---|---|---|---|
| 輸出原理 | 非線性電阻；需曲線或Beta參數 | 鉑電阻；依標準曲線換算 | 微小電壓；需熱電偶型別與冷端補償 |
| 典型優勢 | 低成本、反應可快 | 穩定、線性較好、可用三／四線 | 高溫、探頭小、距離可長 |
| 主要風險 | 型號曲線不同，不能只看10 kΩ | 導線電阻與自熱造成誤差 | 延長線錯用、極性與冷端補償錯 |
| 先查的資料 | R25、Beta、容差、工作溫度 | IEC 60751 等級、線制、電流 | 型別、溫度範圍、延長／補償線與CJC |
原廠資料會讓你看到同一類元件的差異。例如 TE Connectivity 的一顆 10 kΩ NTC 產品標示 R25=10 kΩ、Beta(25/85)=3435 K、工作範圍 −40 至 150 °C；這只能代表該產品，不能拿來代表所有 NTC。WIKA 的 Pt100 資料表同時列出二、三、四線接法與不同精度等級，也列出薄膜與線繞結構的有效溫度範圍。
參考：TE Connectivity 20021086-05 NTC 產品資料：R25、Beta 與工作溫度
參考：WIKA TE 60.12 Pt100／Pt1000 資料表：線制、精度範圍與反應時間
先看溫度範圍 再看精度與反應速度
把實際溫度範圍分成正常、啟動、清洗與異常四欄，不要只填一個最高溫。若烘箱正常 180 °C、偶爾升到 220 °C，探頭、線材、接線頭和輸入模組都要能承受 220 °C 及其安裝方式；若感測器伸進熱電偶套管，系統反應時間還會受套管影響。WIKA 的資料表以 t0.5、t0.63、t0.9 表示不同反應時間，顯示探頭結構與 thermowell 會改變速度，因此「PT100 比熱電偶慢」不能當作無條件規則。
| 需求 | 優先檢查 | 常見取捨 |
|---|---|---|
| 冷卻水 0～80 °C | 介質接觸、密封、三線接法、校正點 | NTC便宜；PT100較易建立可追溯量測 |
| 烘箱 0～220 °C | 探頭上限、套管、反應時間、輸入型別 | 熱電偶可高溫；PT100要確認結構範圍 |
| 排氣管快速變化 | 探頭熱慣性、固定方式、抗振動 | 小型熱電偶反應快，但線材與CJC更敏感 |
| 長期趨勢與報表 | 漂移、校正、線制、資料品質 | 初始價格低不代表全生命週期成本低 |
精度也要拆成感測元件容差、輸入模組精度、導線誤差、安裝溫差與校正不確定度。若目標是 ±0.5 °C，不要只挑標稱 ±0.3 °C 的探頭；先確認整條量測鏈能否達到需求。反應時間同樣要寫成可驗證的條件，例如「介質流速、探頭套管、溫度階躍下，t0.9 小於 10 秒」，不要只寫「高速」。
二線 三線 四線與熱電偶冷端補償
PT100 是電阻量測。二線接法最簡單，但量測電阻包含兩條導線的電阻；線長增加或線徑變小，未做導線補償時，額外串聯電阻會使一般 Pt100 換算溫度偏高。三線接法讓輸入模組以近似相等的導線電阻互相補償，工業現場常用；四線接法把激勵與感測分開，通常能把導線影響降得更低，但需要支援四線的輸入與更多配線。WIKA 的資料表明列不同線制，且部分精度等級不適用二線，不能自行改接。
熱電偶不是把普通銅線一路接到模組就好。Omega 的熱電偶手冊說明，延長線應使用相同型別的熱電偶延長線或適用補償合金；輸入卡端的異種金屬接點會產生熱電勢，因此需要冷端補償（CJC）。若 Type K 接成錯誤型別、正負極顛倒、延長線用銅線，讀值可能有固定偏差，也可能在環境溫度變化時漂移。
| 配線問題 | 現象 | 先做的檢查 |
|---|---|---|
| PT100二線太長 | 零點偏差隨線長出現 | 用短線或精密電阻比對，查輸入模組線制設定 |
| PT100三線不對稱 | 溫度隨線材或端子改變 | 核對三條線電阻與接線圖，確認同一組補償端 |
| 熱電偶延長線錯型 | 讀值偏差、溫漂 | 核對熱電偶型別、線材標示與極性 |
| CJC未啟用或設定錯 | 室溫附近也有明顯偏移 | 查輸入卡CJC設定、端子溫度與校正程序 |
30 m 概念案例 PT100 三線與熱電偶延長線怎麼比
假設一支探頭距離控制盤 30 m，應用是 0～180 °C 的排氣管趨勢監看，允許誤差先訂為 ±2 °C；以下比較兩種選型方案。方案 A 是三線 PT100，方案 B 是 Type K 熱電偶加正確型別的延長線與 CJC。先為兩方案各自選擇相容輸入模組，確認模組可接受的線制、感測器型別、激勵電流或熱電偶範圍，再比較安裝。
| 檢查項 | 方案A：三線PT100 | 方案B：Type K熱電偶 |
|---|---|---|
| 30 m配線 | 需三條線與補償接法；查導線電阻 | 需Type K延長／補償線，不能任意用銅線 |
| 輸入設定 | RTD、Pt100、三線；確認量測電流 | TC、Type K、CJC與極性 |
| 主要誤差來源 | 線阻不平衡、安裝熱傳、探頭反應 | CJC、延長線型別、噪聲、探頭漂移 |
| 選用傾向 | 重視可校正與趨勢穩定時優先評估 | 重視高溫、探頭小與反應時優先評估 |
先把正常、最高、異常溫度和允許誤差寫入需求表。
向感測器與輸入模組供應商索取完整型號資料表，核對溫度、精度、接線與環境條件。
在 0 °C 附近、中點與高點做校正或比對計畫；未執行前只寫預期結果。
30 m 線路先做屏蔽、接地與端子配置設計，再以實際線材長度和走線環境驗證噪聲。
完成後應看到什麼結果：資料表中的有效溫度範圍涵蓋所有工況，輸入模組設定與配線一致，並能說出主導誤差來源。失敗時先查哪裡：先查感測器型號與輸入設定是否相同，再查線制、延長線和 CJC；不要先用軟體倍率掩蓋配線錯誤。
三種現場情境的選型提問表
| 情境 | 先問五個問題 | 建議方向（需再核對型號） |
|---|---|---|
| 烘箱 | 最高／正常溫度？允許誤差？探頭是否進套管？清洗方式？輸入支援？ | 高溫範圍與探頭結構先決；PT100或熱電偶皆可能，依輸入與反應時間選 |
| 冷卻水 | 介質壓力？浸入長度？密封？0 °C附近精度？線長？ | PT100三線常值得評估；低成本小範圍可看指定曲線的NTC |
| 排氣管 | 振動？溫度峰值？需要多快？線路長度？CJC與延長線可否維護？ | 先確認探頭耐溫與固定；熱電偶常有優勢，但需完整線材與CJC方案 |
常見問題：一、NTC 10 kΩ 是否都能互換？不能；R25 相同仍可能 Beta、曲線、容差與封裝不同。二、PT100 四線一定比三線準嗎？不一定，還要看輸入模組、校正、安裝與環境；四線只降低導線影響的一部分。三、熱電偶加長是不是只要線徑夠粗？不是，型別、極性、補償線與 CJC 都要一致。
適用型號與限制：本文用 TE 的特定 NTC、WIKA TE 60.12 的 Pt100、Omega 手冊的熱電偶原理作為查證例子，不宣稱其他品牌或型號有相同溫度範圍、精度與接線。PLC 類比／RTD／TC 模組的端子與設定必須查該模組手冊。
補充參考資料
參考：Omega CSCAPE Programming Manual，Chapter 10.3–10.4：熱電偶延長線與 Cold Junction Compensation