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使用RTD測量溫度
使用RTD測量溫度
許多工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、儀器儀表和其他應(yīng)用都需要溫度測量來監(jiān)測環(huán)境條件、校正系統(tǒng)漂移或?qū)崿F(xiàn)高精度和準(zhǔn)確度。許多溫度傳感器可供使用，例如電子帶隙傳感器、熱敏電阻、熱電偶和電阻溫度檢測器或RTD。
溫度傳感器的選擇取決于要測量的溫度范圍和所需的精度。溫度計(jì)的設(shè)計(jì)也取決于這些因素。例如，RTD在 -200 °C 至 +850
°C 范圍內(nèi)提供了一種出色的溫度測量方法。RTD還具有非常好的穩(wěn)定性和高精度的測量。
與使用RTD作為具有高精度和良好穩(wěn)定性的溫度傳感器相關(guān)的電子設(shè)備必須滿足某些標(biāo)準(zhǔn)。由于RTD是一種無源設(shè)備，它本身不會(huì)產(chǎn)生任何電信號輸出。電子設(shè)備必須為RTD提供激勵(lì)電流以測量其電阻。這需要一個(gè)小而穩(wěn)定的電流通過傳感器以在其上產(chǎn)生電壓。
電子設(shè)備的設(shè)計(jì)還取決于設(shè)計(jì)是使用 2 線、3 線還是 4 線傳感器。這個(gè)決定會(huì)影響測量的靈敏度和準(zhǔn)確性。此外，由于RTD的電阻隨溫度的變化不是線性的，因此電子設(shè)備必須調(diào)節(jié)RTD信號并將其線性化。
常用的RTD大多由鉑制成，其商品名稱為PT100和PT1000。這些可用于 2 線、3 線和 4 線配置。鉑RTD有兩種形狀——繞線式和薄膜式。其他可用的RTD類型由銅和鎳制成。
當(dāng)使用RTD作為溫度傳感器時(shí)，其電阻隨溫度而變化，而不是以線性方式變化。然而，變化是非常精確的。為了線性化RTD的輸出，電子設(shè)備必須應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化曲線，RTD最常見的標(biāo)準(zhǔn)化曲線是DIN曲線。該曲線定義了RTD傳感器的電阻與溫度特性及其在工作溫度范圍內(nèi)的容差。
使用標(biāo)準(zhǔn)化曲線有助于定義傳感器的精度，從特定溫度下的基極電阻開始。通常，該電阻在 0
°C 時(shí)為 100 歐姆。DIN RTD 標(biāo)準(zhǔn)有許多公差等級，適用于低功率應(yīng)用中的所有類型的鉑 RTD。
用戶必須為特定應(yīng)用選擇RTD及其精度。RTD可以覆蓋的溫度范圍取決于元件類型。制造商表示其在校準(zhǔn)溫度下的準(zhǔn)確度，通常為 0 °C。因此，任何低于或高于RTD指定溫度范圍的溫度測量都將具有較低的精度和較寬的容差。
RTD的分類取決于它們在 0 °C 時(shí)的標(biāo)稱電阻。因此，PT100傳感器在 0 °C 時(shí)的電阻為 100 歐姆，而在相同溫度下，PT1000傳感器的電阻為1000歐姆。同樣，PT1000傳感器在 0°C 時(shí)的溫度系數(shù)為 0.385 ohms/°C，而PT1000在相同溫度下的溫度系數(shù)高出 10 倍。