RTD温度传感器元件简介

热电阻温度传感器公差

国际 IEC 751 标准规定了公差等级，如下表所示。虽然 IEC 751 中只定义了 A 类和 B 类，但将类扩展到 C 和 D 类已成为普遍做法，这大约是之前容错的两倍。公差等级通常适用于其他 RTD 类型。

哪里| 吨| 表示以摄氏度为单位的温度大小（即符号下降）。一些制造商进一步将其 RTD温度传感器公差等级细分为公差带，以便在性价比方面有更多选择。

铂 RTD温度传感器的特性
IEC751 规定了许多其他特性——绝缘电阻、环境保护、zui大热电效应、振动耐受性、铅标记和传感器标记。其中一些讨论如下：
 

热电效应：铂 RTD温度传感器通常采用两种金属——铂传感元件和铜引线，使其成为热电偶的理想选择。如果允许沿传感元件形成温度梯度，则会产生幅度约为 7 µV /°C 的热电电压。这仅可能是在低激励电流下运行的非常高精度测量的问题。

接线配置和引线标记：
有三种接线配置可用于测量电阻——2、3 和 4 线连接。

IEC751 要求连接到电阻器同一端的电线颜色相同——红色或白色，并且每一端的电线不同。

另请阅读：2、3 和 4 线 RTD 之间的区别1111

传感器标记： IEC 751 规定传感器应标记其标称 R0 值、公差等级、接线配置和允许的温度范围。一个示例标记是：

Pt100 / A / 3/ -100 / +200
对应于 100 欧姆铂金，A 类，3 线配置，温度范围为 -100°C 至 +200°C。

测量电流：首选测量电流指定为 1、2 和 5 mA，但由于潜在的自热误差，A 类传感器不允许使用 5 mA。

镍 RTD
镍传感器在成本敏感的应用中是首选，例如空调和消费品。由于成本是一个问题，它们通常以 1k 或 2k 欧姆的更高电阻值制造，以便可以使用简单的两线连接（而不是铂类型常见的 3 或 4 线连接）。

似乎没有涵盖镍 RTD 的国际标准，尽管大多数制造商似乎在适当的情况下遵循 IEC751（仅处理铂设备）。由此产生的问题是，镍 RTD 似乎没有被广泛接受的校准。

一家镍 RTD 制造商推荐以下多项式：

R(t) = R 0 (1 + at + bt 2 + dt 4 + ft 6 )
其中 a = 5.485 ×10 -3 b = 6.650×10 -6 d = 2.805×10 -11 和 f = -2.000×10 -17。这部分的 alpha 是 0.00672 ohms / ohm / °C

对于中低精度测量，更常见的是使用 a = alpha 简化方程：

R(t) = R 0 (1 + at )
这很容易反转温度：

t = (R t / R 0 – 1) / a = (R t / R 0 – 1) / 0.00672
其中“a”代替了 alpha 值。

镍的化学惰性不如铂，因此在较高温度下稳定性较差。玻璃钝化可以将可用温度范围扩展到 200°C，但镍 RTD 通常用于在环境温度范围和晴朗空气中进行传感。

镍 - 铁 RTD

镍铁 RTD 的成本低于纯镍 RTD，可用于 HVAC 和其他成本敏感的应用。阿尔法 = 0.00518

铜 RTD
铜很少专门用作传感元件，但通常在铜线圈用于其他目的时使用。例如，在振弦式染色计中，需要一个线圈来“拔出”金属丝并检测其振动频率。可以使用相同的线圈来感测传感器的温度，以便其读数可以补偿温度引起的漂移。另一个应用是测量电动机和变压器绕组的温度。

在这些类型的应用中，温度传感是次要功能，在缠绕线圈时应小心，以便系统的热膨胀不会在铜线中引起显着的应变仪效应，这可能会增加测量的不确定性。

铜 RTD 似乎没有国际标准，但通常使用 alpha = 0.00427 ohms / ohm / °C。当温度范围较小（比如 0°C 到 180°C）且精度要求不是很高时，可以使用简单的线性函数：

t = (R t / R 0 – 1) / 0.00427

钼 RTD
钼的膨胀温度系数与氧化铝几乎完全匹配，使其成为薄膜结构的理想材料。可用的温度范围通常为 -200°C 至 +200°C，材料的 alpha = 0.00300 ohms / ohm / °C。

钼 RTD 还提供 alpha = 0.00385 ohms / ohm / °C（通过掺杂其他金属实现），这使其与标准 Pt100 器件兼容，温度范围更小，成本更低。

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