RTD(电阻温度探测器)是一种温度传感器,用于测量原理,即材料的电阻随温度而变化。
RTD的电阻和周围温度之间的关系是高度可预测的,允许精确且一致的温度测量。通过用恒定电流提供RTD并测量电阻器上的所得电压降,可以计算RTD的电阻,并且可以确定温度。
RTD材亚博网站下载料
用于建设的不同材料亚博网站下载RTDS.提供不同的抵抗和温度之间的关系。rtds建造中使用的温度敏感材料包括铂,镍和亚博网站下载铜;铂金是最常用的。RTD的重要特征包括电阻温度系数(TCR),标称电阻在0摄氏度,公差等级。
TCR决定了电阻和温度之间的关系。TCR的实现没有限制,但最常见的行业标准是铂3850ppm /K。这意味着温度每升高1摄氏度,传感器的电阻将增加0.385欧姆。传感器的标称电阻是传感器在0摄氏度时的电阻。
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尽管几乎可以达到任何标称电阻值,但最常见的是铂电阻100欧姆(pt100)。最后,公差类别决定了传感器的精度,通常指定在名义点0摄氏度。有不同的行业标准已经制定的准确性,包括ASTM和欧洲DIN。利用TCR、标称电阻和公差的值,定义了传感器的功能特性。
RTD配置
除了不同的材料外,还提供两种主要配置提供RTD:卷亚博网站下载绕卷材和薄膜。卷绕卷绕配置具有内线圈RTD或外卷绕式RTD。内部线圈结构由陶瓷绝缘体中的孔延伸的电阻线圈组成,而外缠绕结构涉及围绕陶瓷或玻璃圆筒缠绕电阻材料,然后是绝缘的。
薄膜RTD结构通过称为沉积的过程,具有沉积在陶瓷基板上的薄层电阻材料层。然后将电阻曲面蚀刻到传感器上,并且使用激光修剪来实现传感器的适当标称值。然后用薄的玻璃层保护电阻材料,铅线焊接到传感器上的垫,并用玻璃玩机覆盖。
薄膜rtd比绕线结构有优势。它们的主要优点包括价格较低、更坚固、抗振动、尺寸更小、响应时间更长、封装性能更好。很长一段时间以来,线绕传感器具有更好的精度。然而,由于最近的发展,现在有了薄膜技术,能够达到同样的精确度。
RTD的操作
当将小DC电流提供给传感器时,RTD采用测量。电流经历电阻器的阻抗,并且在电阻器上经历了电压降。根据RTD的标称电阻,可以使用不同的电源。为了减少传感器上的自热,电源应保持低电平。通常,使用大约1mA或更少的电流。
RTD可以以二线、三线或四线的方式连接。两线配置是最简单的,也是最容易出错的。在这个设置中,RTD由两根导线连接到惠斯通桥电路和输出电压被测量。该电路的缺点是两个连接引线的电阻直接增加了RTD的两个电阻,产生了一个错误。
2线配置
四线配置由两个电流引线和两个潜在的引线组成,可测量RTD上的电压降。两个潜在的引线是高阻的,以否定由于在测量期间流动的电流导致的电压降的效果。
这种配置非常适用于取消电路中的引线电阻以及消除不同铅电阻的影响,这是三线配置的可能问题。当应用程序需要高准确的测量时,通常使用四线配置。
3线配置
四线配置由两个电流引线和两个潜在的引线组成,可测量RTD上的电压降。两个潜在的引线是高阻的,以否定由于在测量期间流动的电流导致的电压降的效果。
这种配置非常适用于取消电路中的引线电阻以及消除不同铅电阻的影响,这是三线配置的可能问题。当应用程序需要高准确的测量时,通常使用四线配置。
4线配置
结合所示的布线图,通常采用更复杂的电路。使用RTD时,电路有许多不同的选项。该电路的两个最重要的特征是当前的产生和信号调节。
为了实现线性,电流产生电路为RTD提供稳定的激励是很重要的。一旦一个稳定的激励电流被应用到RTD上,电路的信号调理路径抵消引线电阻,获得信号并使用ADC将信号转换为数字,然后由控制器读取。
薄膜RTD的好处
考虑到接触温度测量时,还有很多选择,包括热电偶,热敏电阻和RTDS.(线绕和薄膜)。热电偶可以处理非常高的温度,热敏电阻是廉价的,rtd有许多优点。
其中一些优点包括它们的准确性,精度,长期稳定性和良好的滞后特性。甚至超过这些,薄膜RTDS在线缠绕时也有优点,包括较小的尺寸,更好的响应时间,抗振动性和相对廉价。新的进步甚至使薄膜技术尽可能准确,因为缠绕在较高温度范围内。
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