电阻温度检测器，RTD -组件，工作，应用

电阻温度检测器(RTD)由于其更高的精度和稳定性，在许多工业应用中取代了热电偶。RTD允许精确和一致的温度测量。这篇文章将讨论电阻温度检测器(RTD)，它的组成，工作，导线配置，应用，优缺点。

什么是电阻温度检测器(RTD)

电阻温度检测器(RTD)是一种温度传感器，通过将电阻温度检测器(RTD)元件的电阻与温度相关联来测量温度。

图1 -电阻温度检测器(RTD)

电阻温度检测器中使用的元件在零摄氏度(C)时以欧姆为单位指定其电阻。最常用的RTD规格是100欧姆。这意味着电阻温度检测器元件在0℃时应具有100欧姆的电阻。

作为电阻温度检测器元件最常用的金属是铂。铂是一种贵金属，在较大的温度范围内具有稳定的电阻-温度关系。除铂外，镍、铜和钴也被用作RTD元素。

铂金是最常见的选择，因为它具有以下特性:

• 它对外来化学品的惰性。
• 其线性电阻随温度变化。
• 其耐高温系数高。这避免了相对于施加温度的任何突然的电阻峰值。
• 其稳定性。

图2 -电阻温度检测器模块和器件

薄膜元件今天普遍使用，虽然陶瓷线绕元件仍然有他们的地方。当测量温度较高或在应用中有振动时，使用陶瓷线绕rtd。

电阻温度检测器(RTD)的组成

电阻温度检测器(RTD)的组成有:

• 电阻元件
• 外径
• 油管材料
• 过程连接
• 线配置
• 冷端终止

电阻元件

电阻元件是电阻式温度检测器的主要感温部分。元素的长度范围为1/8″到3″。0℃时的标准电阻为100 Ω，标准温度系数为0.00385。

外径

外径范围从0.063″到0.500″。在美国，最常用的RTD外径是0.25″，而在其他国家通常是6mm。

油管材料

316不锈钢用于高达500°F的组件。超过500°F使用Inconel 600。

过程连接

过程连接配件包括与热电偶一起使用的所有常规配件。

图3 -电阻温度检测器(RTD)组成

线配置

电阻温度检测器(rtd)有三种不同的导线配置。这些配置是2、3和4线配置。

电线绝缘最常用的材料是玻璃纤维和特氟龙。聚四氟乙烯的使用温度可达400°F，因为它防潮。玻璃纤维的使用温度可达1000°F。

冷端终止

rtd可以用插头、端子、裸线和热电偶常见的任何参考连接点在冷端终止。

电阻温度检测器(RTD)工作原理

电阻温度检测器(RTD)用于测量金属中的电阻和温度关系。它的工作原理是“材料的电阻随温度变化”。

当金属的温度升高时，对电子流动的阻力也会增加。同样，当电阻温度检测器所用元件的温度升高时，电阻也随之升高。

电阻温度检测器(RTD)的电阻随施加温度的变化而不断变化，因此通过测量其电阻可以很好地预测温度。正是这种特性使得电阻温度检测器(RTD)能够更准确、更一致地测量温度。

RTD的电阻和温度可以通过施加恒定电流和评估电阻器电压降的发生来确定。

电阻温度检测器(RTD)的导线配置

电阻温度检测器(rtd)有以下配置:

• 两线制配置
• 三线制配置
• 四线制配置

两线制配置

这是最简单的一种，有可能出错。在这种配置中，RTD使用两根导线连接到惠斯通电桥电路。监测电压输出以获得所需的输出。

图4 -电阻温度检测器的两线结构

双线配置的最大缺点是RTD的电阻是两根连接导线电阻的直接总和，因此最可能发生错误。

三线制配置

在三线配置中，电线“RL1”和“RL3″”(如下图所示)应该几乎相同的长度。电线的长度要小心地保持相等(近似)，因为它们是配置中最重要的部分。

这样做是为了使形成的惠斯通电桥中导线RL1和RL3的阻抗相互抵消，各自作为电桥的一个相对支路。这将留下导线“RL2”作为感应引线携带一个非常小的电流。

图5 -电阻温度探测器的三线结构

四线制配置

四线电阻温度检测器甚至比三线rtd更准确，因为它们能够完全补偿导线的电阻，而不必注意每条导线的长度。这在低成本增加的铜延长线上提供了显著提高的精度。

图6 -电阻温度探测器的四线制结构

电阻温度检测器(RTD)的应用

电阻式温度检测仪在各行业的应用包括:

• 汽车行业-作为音频放大器和发动机油温度传感器。
• 通讯与仪器-用作温度传感器和放大器。
• 消费类电子产品金博宝博彩-适用于小型电器控制和火灾探测器。
• 工业电子学金博宝博彩-用于气体流量指示器和塑料层压设备。
• 在医疗电子领域金博宝博彩-用于血液透析设备和婴儿保育箱。

图7 -电阻温度检测器(RTD)应用

应在下列情况下使用rtd:

• 稳定性和精度是客户规格的要求。
• 精度扩展在很宽的温度范围。
• 高度标准化是可取的。

电阻式温度检测器(RTD)的优点

电阻式温度检测器的优点包括:

• 宽工作范围线性
• 宽温度工作范围
• 高温工作范围
• 互换性在大范围内
• 高温稳定性好

电阻温度检测器(RTD)的缺点

电阻式温度检测器的缺点包括:

• 低灵敏度
• 成本高于热电偶
• 无点感应
• 受冲击和振动影响
• 需要三线或四线操作

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