使用(yòng)RTD测量温度

2022-03-19

使用(yòng)RTD测量温度

许多(duō)工业自动化、医疗设备、仪器仪表和其他(tā)应用(yòng)都需要温度测量来监测环境条件、校正系统漂移或实现高精度和准确度。许多(duō)温度传感器可(kě)供使用(yòng)，例如電(diàn)子带隙传感器、热敏電(diàn)阻、热電(diàn)偶和電(diàn)阻温度检测器或RTD。

温度传感器的选择取决于要测量的温度范围和所需的精度。温度计的设计也取决于这些因素。例如，RTD在 -200 °C 至 +850 °C 范围内提供了一种出色的温度测量方法。RTD还具有(yǒu)非常好的稳定性和高精度的测量。

与使用(yòng)RTD作為(wèi)具有(yǒu)高精度和良好稳定性的温度传感器相关的電(diàn)子设备必须满足某些标准。由于RTD是一种无源设备，它本身不会产生任何電(diàn)信号输出。電(diàn)子设备必须為(wèi)RTD提供激励電(diàn)流以测量其電(diàn)阻。这需要一个小(xiǎo)而稳定的電(diàn)流通过传感器以在其上产生電(diàn)压。

電(diàn)子设备的设计还取决于设计是使用(yòng) 2 線(xiàn)、3 線(xiàn)还是 4 線(xiàn)传感器。这个决定会影响测量的灵敏度和准确性。此外，由于RTD的電(diàn)阻随温度的变化不是線(xiàn)性的，因此電(diàn)子设备必须调节RTD信号并将其線(xiàn)性化。

常用(yòng)的RTD大多(duō)由铂制成，其商(shāng)品名称為(wèi)PT100和PT1000。这些可(kě)用(yòng)于 2 線(xiàn)、3 線(xiàn)和 4 線(xiàn)配置。铂RTD有(yǒu)两种形状——绕線(xiàn)式和薄膜式。其他(tā)可(kě)用(yòng)的RTD类型由铜和镍制成。

当使用(yòng)RTD作為(wèi)温度传感器时，其電(diàn)阻随温度而变化，而不是以線(xiàn)性方式变化。然而，变化是非常精确的。為(wèi)了線(xiàn)性化RTD的输出，電(diàn)子设备必须应用(yòng)标准化曲線(xiàn)，RTD最常见的标准化曲線(xiàn)是DIN曲線(xiàn)。该曲線(xiàn)定义了RTD传感器的電(diàn)阻与温度特性及其在工作温度范围内的容差。

使用(yòng)标准化曲線(xiàn)有(yǒu)助于定义传感器的精度，从特定温度下的基极電(diàn)阻开始。通常，该電(diàn)阻在 0 °C 时為(wèi) 100 欧姆。DIN RTD 标准有(yǒu)许多(duō)公差等级，适用(yòng)于低功率应用(yòng)中的所有(yǒu)类型的铂 RTD。

用(yòng)户必须為(wèi)特定应用(yòng)选择RTD及其精度。RTD可(kě)以覆盖的温度范围取决于元件类型。制造商(shāng)表示其在校准温度下的准确度，通常為(wèi) 0 °C。因此，任何低于或高于RTD指定温度范围的温度测量都将具有(yǒu)较低的精度和较宽的容差。

RTD的分(fēn)类取决于它们在 0 °C 时的标称電(diàn)阻。因此，PT100传感器在 0 °C 时的電(diàn)阻為(wèi) 100 欧姆，而在相同温度下，PT1000传感器的電(diàn)阻為(wèi)1000欧姆。同样，PT1000传感器在 0°C 时的温度系数為(wèi) 0.385 ohms/°C，而PT1000在相同温度下的温度系数高出 10 倍。