上海維連電子科技有限公司
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閱讀：61發(fā)布時間：2025-1-27
RTD溫度傳感器元件簡介
電阻溫度檢測器 (RTD) 依賴于金屬電阻隨溫度變化的可預(yù)測和可重復(fù)現(xiàn)象。
所有純金屬的溫度系數(shù)都在同一數(shù)量級 – 0.003 到 0.007 ohms/ohm/°C。用于溫度傳感的見金屬是鉑、鎳、銅和鉬。雖然某些半導(dǎo)體和陶瓷材料的電阻-溫度特性用于溫度傳感，但此類傳感器通常不歸類為 RTD溫度傳感器。
RTD溫度傳感器是如何構(gòu)建的？
RTD溫度傳感器有兩種制造方式：使用電線或薄膜。線材 RTD溫度傳感器是放置在陶瓷管中的細(xì)線拉伸線圈，用于支撐和保護(hù)線材?？梢允褂糜詫⒕€結(jié)合到陶瓷。由于對金屬純度的更嚴(yán)格控制和更少的應(yīng)變相關(guān)誤差，線材類型通常更準(zhǔn)確。它們也更貴。
薄膜 RTD溫度傳感器由絲網(wǎng)印刷或真空濺射到陶瓷或玻璃基板上的金屬薄膜組成。然后，激光微調(diào)器將 RTD溫度傳感器微調(diào)至正確的電阻值。
薄膜傳感器不如線型傳感器精確，但它們相對便宜，它們有小尺寸并且更堅固。薄膜 RTD溫度傳感器還可以用作應(yīng)變計 - 所以不要拉緊它們！氧化鋁元件應(yīng)由油脂或輕質(zhì)彈性體支撐，但切勿嵌入環(huán)氧樹脂或機(jī)械夾在硬表面之間。
RTD 通常不能以其基本傳感元件形式使用，因為它們太脆弱了。它們通常內(nèi)置于某種類型的組件中，這將使它們能夠承受使用時將暴露的各種環(huán)境條件。見的是帶有導(dǎo)熱油脂（也可以抑制振動）的不銹鋼管。標(biāo)準(zhǔn)管直徑包括 3、4.5、6、8、10、12 和 15 毫米，標(biāo)準(zhǔn)管長度包括 250、300、500、750 和 1000 毫米。
RTD 的特性
金屬 RTD 具有由多項式定義的響應(yīng)：
R(t) = R 0 ( 1 + at + bt 2 + ct 3 )
其中 R 0是 0°C 時的電阻，“t”是攝氏溫度，“a”、“b”和“c”是取決于金屬特性的常數(shù)。在實踐中，這個等式與大多數(shù) RTD 非常接近，但并不，因此通常需要稍作修改。
通常，RTD 的溫度特性為單個數(shù)字（“alpha”），表示 0 到 100°C 溫度范圍內(nèi)的平均溫度系數(shù)，計算公式如下：
阿爾法 = ( R 100 – R 0 ) / 100 。R 0 歐姆/歐姆/°C
注意：RTD 覆蓋了足夠的溫度范圍，因此需要根據(jù)的溫度標(biāo)度 ITS90 對其響應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。如需此類計算的幫助，請參閱RTD 溫度計算器。
值得注意的是，合金的溫度系數(shù)通常與組成金屬的溫度系數(shù)非常不同。微量雜質(zhì)可以極大地改變溫度系數(shù)。有時會故意添加痕量“雜質(zhì)”，以消除去除不經(jīng)濟(jì)的不需要的雜質(zhì)的影響。其他合金可以針對特定的溫度特性進(jìn)行定制。例如，84% 銅、12% 錳和 4% 鎳的合金具有對溫度幾乎為零的響應(yīng)的特性。該合金用于制造精密電阻器。
RTD溫度傳感器的類型
雖然幾乎任何金屬都可以用于 RTD 制造，但實際上使用的數(shù)量是有限的。
鉑是迄今為止見的 RTD溫度傳感器 材料，主要是因為它在空氣中具有長期穩(wěn)定性。有兩種標(biāo)準(zhǔn)的 Platinum 傳感器類型，每種類型都有不同的“雜質(zhì)”摻雜水平。在很大程度上，鉑 RTD溫度傳感器標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)趨同，大多數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)都采用國際 IEC751-1983，1986 年進(jìn)行了修訂 1，1995 年進(jìn)行了修訂。美國繼續(xù)保持自己的標(biāo)準(zhǔn)。
所有鉑金標(biāo)準(zhǔn)都使用一個修改后的多項式，稱為 Callendar – Van Dusen 方程：
R(t) = R 0 ( 1 + at + bt 2 + c.(t – 100).t 3 )
鉑 RTD 有兩種溫度系數(shù)或 alpha 值 - 選擇主要取決于您所在國家/地區(qū)的國家偏好，如下表所示：
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