基于RTD电阻和温度之间关系及应用的介绍

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许多医疗、过程控制和工业自动化应用都需要精确温度测量来实现其功能。电阻式温度检测器(RTD)在这些精确温度测量中通常用作传感元件,因为它们具有宽泛的温度测量范围、良好的线性度以及卓越的长期稳定性和可复验性。RTD是由金属制成的传感元件,在工作温度范围内具有可预测的电阻。可通过RTD注入电流并测量电压来计算RTD传感器的电阻。然后可基于RTD电阻和温度之间的关系来计算RTD温度。

 
RTD(Real Time Differential),译为实时动态码相位差分技术。实时动态测量中,把实时动态码相位差分测量称作常规差分测量,RTD的精度在1-5 m内是比较稳定的。因为在实时动态测量中,最先在码相位测量上引入差分技术,所以把实时动态码相位差分测量称作常规差分GPS测量技术。
 
本文由三部分组成,第1部分讨论了比例型三线测量系统的原理和优势。在第2部分,我们将励磁电流源失配的影响与其它误差源的影响进行了比较。在第3部分,我们提供了解决方案,以便最小化或减轻励磁失配的影响。
 
Pt100 RTD概述
 
Pt100 RTD是一种铂质RTD传感器,可在很宽的温度范围内提供卓越的性能。铂是一种贵金属,作为常用的RTD材料具有最高的电阻率,能实现小尺寸的传感器。由铂制成的RTD传感器有时被称为铂电阻温度计或PRT。Pt100 RTD在0℃时阻抗为100Ω,每1℃的温度变化大约会引起0.385Ω的电阻变化。当处于可用温度范围的极限时,电阻为18.51Ω(在-200℃时)或390.48Ω(在850℃时)。Pt1000或Pt5000等价值更高的电阻式传感器可用来提高灵敏度和分辨率。
 
Callendar Van-Dusen(CVD)方程式诠释了RTD的电阻特性与温度(T,以摄氏度为单位)的关系。当温度为正值时,CVD方程式是二阶多项式,如方程式(1)所示。当温度为负值时,CVD方程式则扩展为方程式(2)所示的四阶多项式。
基于RTD电阻和温度之间关系及应用的介绍
在欧洲的IEC-60751标准中规定了CVD系数(A、B和C)。方程式(3)展示了这些系数值。R0是RTD在0℃时的电阻。
基于RTD电阻和温度之间关系及应用的介绍
图1标绘了温度从-200℃增至850℃时Pt100 RTD电阻的变化。
基于RTD电阻和温度之间关系及应用的介绍