教程:深入了解rtd

最近几个月，我们详细研究了热电偶，所以是时候更深入地研究另一种重要的传感器技术了。rtd(电阻温度探测器或设备)利用了大多数金属在变热时电阻增加的事实。该量因材料而异，但通常在0.3至0.5欧姆/°C范围内。工业应用中最常用的传感材料是铂，因为它的熔点相对较高，耐腐蚀。

制作传感器需要一小段线圈或一小块传感材料沉积在绝缘体基板上，该绝缘体基板上附有引线，因此可以将其插入过程中。给传感器输入电压，这样就可以测量其电阻。与热电偶不同，RTD提供直接的温度测量，而不是针对参考点的温差。信号通常被送入使用惠斯通电桥或其他方法形成精确电阻测量的变送器。使用合适的发射器，高质量的RTD可以提供百分之一度的测量，具有高重复性。

这提供了一组有用的优势:

• 高稳定性;

• 精度高;

• 宽工作范围(但没有热电偶高);

• 高线性度;和

• 可配置在一个小的包装，以获得高灵敏度。

但是，任何技术都有其缺点:

• 像热电偶一样，传感器导线的任何物理变化或恶化都会导致读数漂移。

• 因为读数是一个电阻，所以最好把变送器放在传感器附近，这样你就不会读取引线的电阻了。一些用户试图通过使用最大可能的引线来纠正这一点，但这可以作为一个散热器，从传感器吸取热量，并创造一个人为的低值。

• 由于传感器是一个电阻元件，因此使用尽可能少的电流进行读取是至关重要的，否则传感器实际上会自我加热并产生人为的高值。当使用为快速响应而设计的小型传感器时，这一点尤为重要。

• 在某些极端情况下，由于塞贝克效应，传感器可以像热电偶一样产生电压。这可以抵消阻力并偏离读数。使用适当的引线和仔细的传感器定位可以避免这种情况。

• 如果你正在寻找一种使用尽可能低的电流消耗的技术，因为你需要用无线发射器来操作电池，那么仔细计算一下。虽然RTD可以在非常低的电流下工作，但它可能不够低，无法确保长电池寿命。在这种情况下，热电偶可能会更好。

rtd在IEC 60751下完全标准化，它创建了特定的性能和精度等级。遵循这些标准可以让您使用来自多个供应商的传感器并获得可靠的性能。

所有这些都不是没有代价的。虽然rtd通常具有最佳的性能特征组，但它们通常也是最昂贵的，通常是相当大的差距。与热电偶和热敏电阻相比，传感器和变送器的售价通常更高。

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读温度传感的挑战有关如何校准RTD和发射机以获得极高精度的建议。

读RTD是如何工作的?

——peter Welander，过程工业编辑，PWelander@cfemedia.com，
控制工程过程仪表与传感器月刊
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