RTD 傳感器

RTD起源故事

塞貝克發(fā)現(xiàn)了熱電，同年，Humphrey Davy爵士發(fā)現(xiàn)金屬電阻率對溫度顯示出明顯的依賴性。五十年后，William Siemen爵士提出在電阻式溫度計中將鉑金作為元件使用。

使用RTD的好處

RTD是最準確的溫度傳感器之一。它不僅具有良好的精度，還具有出色的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。大多數(shù)OMEGA標準RTD都符合DIN-IEC B類標準。RTD還相對防止電氣噪聲，因此非常適合在工業(yè)環(huán)境中的溫度測量，特別是在電動機、發(fā)電機及其它高壓設(shè)備的周圍使用。

RTD探頭構(gòu)造

RTD探頭由元件、護套、引線和終端或接頭構(gòu)成。一旦選擇了RTD元件，就需要確定接線和封裝要求。有多種方式為傳感器接線，還有無限數(shù)量的探頭或傳感器構(gòu)造可供選擇。

RTD接線布置
為了測量溫度，必須將RTD元件連接到某種監(jiān)測或控制設(shè)備。由于溫度測量是基于元件的電阻，因此為電路增加任何其他電阻（導(dǎo)線電阻、接頭等）都將導(dǎo)致測量誤差。除2線配置外，所有其他接線布置都允許監(jiān)測或控制設(shè)備將電路中存在的不需要的引線電阻和其他電阻抽取出來。使用3線構(gòu)造的傳感器，是工業(yè)過程和監(jiān)測應(yīng)用中最常見的設(shè)計。只要所有引線具有相同的電阻，引線電阻就會被抽取出來；否則就會導(dǎo)致錯誤。

導(dǎo)線材料
在指定引線材料時，應(yīng)注意選擇合適的引線，以確保適用于傳感器在使用中的溫度和環(huán)境。選擇引線時，溫度是目前最主要的考慮因素，然而耐磨性和浸水性等物理性能也非常重要。三種很受歡迎的構(gòu)造包括：
- PVC絕緣探頭，其溫度范圍為-40°C到105°C，耐磨性好，適用于浸水型應(yīng)用。
- PFA絕緣RTD探頭，其溫度范圍為-267°C到260°C，具有優(yōu)異的耐磨性。它還非常適于浸水型應(yīng)用。
- 玻璃纖維絕緣RTD探頭的溫度范圍較寬，為-73°C到482°C，但在磨損或浸水的情況下，其性能卻不盡如人意。

端接
探頭可以通過連接頭、快速斷開頭、接線端子或延長線進行端接。其他終端類型可根據(jù)特殊要求予以提供。

配置
一旦選擇了RTD元件、導(dǎo)線布置和導(dǎo)線構(gòu)造，就需要考慮傳感器的物理結(jié)構(gòu)。最終傳感器配置將取決于應(yīng)用。測量液體、表面或氣體流的溫度時，需要使用不同的傳感器配置。

最常見的RTD電阻材料包括：

1.鉑金（最熱銷、最準確）

2.鎳

3.銅

4.巴爾可鎳鐵合金（少用）

5.鎢（少用）

RTD標準

鉑金RTD有兩項標準：歐洲標準（又稱DIN或IEC標準）和美國標準。歐洲標準，又稱DIN或IEC標準，被認為是鉑金RTD的全球標準。DIN/IEC 60751標準（或簡稱IEC751標準）要求RTD在0°C時的電阻為100.00Ω，電阻溫度系數(shù)（TCR）為0.00385Ω/Ω/°C（0°C至100°C）。

DIN/IEC751中規(guī)定了兩個電阻公差：
A類 = ±(0.15 + 0.002*t)°C或100.00 ±0.06 Ω（在0oC下）
Class B = ±(0.3 + 0.005*t)°C或100.00 ±0.12 Ω（在0oC下）

工業(yè)中使用的兩種電阻公差為：
1?3 DIN = ±1?3* (0.3 + 0.005*t)°C或100.00 ±0.10 Ω（在0oC下）
1?10 DIN = ±1 ?10* (0.3 + 0.005*t)°C或100.00 ±0.03 Ω（在0oC下）

電阻容差和溫度系數(shù)的組合限定了RTD傳感器的電阻與溫度特性。元件的公差越大，傳感器越偏離廣義曲線，而傳感器之間（互換性）的變化就越大。對于需要更改或更換傳感器并希望將互換性錯誤降至最低的用戶而言，這非常重要。

RTD元件
RTD元件是RTD最簡單的形式。它由一根細線環(huán)繞在陶瓷芯或玻璃芯上構(gòu)成。由于其體積小巧，所以通常用于空間非常有限的應(yīng)用。

RTD表面元件
表面元件是RTD的一個特殊類型。它被設(shè)計得盡可能的薄，從而提供平面測溫時的良好接觸。

RTD探頭
RTD探頭是最堅固的RTD的類型。探頭由一個RTD元件安裝在一個金屬管(也稱護套)內(nèi)構(gòu)成。護套保護元件不受環(huán)境影響。OMEGA提供種類繁多的各種配置的探頭。

為何使用RTD而不是熱電偶或熱敏電阻傳感器？

每種類型的溫度傳感器都有一套最適合的特定條件。RTD具有以下幾個優(yōu)點：
?溫度范圍寬（大約-200°C至850°C）
?精度高（優(yōu)于熱電偶）
?互換性好
?長期穩(wěn)定性
在溫度范圍高達850°C時，RTD可以用于最高溫度工業(yè)過程之外的所有工業(yè)過程。當使用鉑金等金屬制成時，RTD非常穩(wěn)定，不受腐蝕或氧化的影響。RTD還曾使用其他材料，如鎳、銅和鎳鐵合金。然而，這些材料并不常用，因為它們具有較低的溫度能力，而且不如鉑金那樣穩(wěn)定或可重復(fù)。

使用RTD測量液體溫度

探頭型傳感器通常用于測量液體。它可以像我們的 通用型RTD探頭 PR-10和PR-11一樣結(jié)構(gòu)簡單，或者與我們的PR-12、14、18或19一樣包含連接頭和變送器?？焖贁嚅_傳感器是一種比較受歡迎的選擇。該傳感器可以按原樣使用，使用壓合接頭進行靈活安裝，或者使用我們的PRS塑料手柄作為手持型探頭。當在電鍍槽或者高壓系統(tǒng)等惡劣環(huán)境下進行溫度測量時，傳感器可以涂覆PFA等材料，或者可以將其放置在熱電偶套管中，以保護傳感器免受極端條件的影響。

使用RTD傳感器進行空氣和氣體溫度測量

由于從流體到傳感器的溫度傳遞速度比液體之間傳遞地慢，空氣流和氣體流的測量具有挑戰(zhàn)性。因此，專門設(shè)計用于空氣或氣體的傳感器將傳感元件盡可能靠近介質(zhì)放置。這些 空氣溫度RTD傳感器 允許傳感元件與氣流幾乎直接接觸。有一種構(gòu)造在外殼設(shè)計中包含許多允許空氣流過元件的設(shè)計，這在實驗室、無塵室和其他地方的空氣溫度測量中非常受歡迎。當情況需要對傳感器進行更多的保護時，可以選擇類似于RTD-860的設(shè)計。這種設(shè)計具有 小直徑探頭 ，并帶有法蘭進行安裝。這種配置對于氣流變化的響應(yīng)會稍微慢一點，但卻會為傳感器提供更好的保護。

表面溫度測量

表面溫度測量的準確是最難的。有多種樣式可供選擇，具體取決于您要如何連接傳感器，傳感器對溫度變化的靈敏度，以及是否為永久性安裝。我們的SA1-RTD傳感器是最精確、響應(yīng)速度最快的表面RTD。當應(yīng)用于表面時，SA1-RTD傳感器實際上變成了正在測量的表面的一部分。表面?zhèn)鞲衅鬟€可以采用螺栓連接、螺釘連接、膠合或者粘接來固定到位。RTD-830的外殼具有預(yù)加工孔，可以使用＃4螺釘輕松安裝。RTD-850的外殼帶有螺紋尖端，可以將其安裝到標準#8-32螺紋孔中。該RTD便于測量散熱器或螺釘孔可能已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)的溫度。

RTD 術(shù)語

? RTD (電阻式溫度檢測器)
電阻式溫度檢測器或設(shè)備的縮寫。電阻式溫度檢測器的工作原理是導(dǎo)線的電阻值隨溫度變化而變化。

? RTD元件
通常以鉑、鎳或銅制成的RTD中的傳感部分。OMEGA提供兩種元件類型:繞線式和薄膜式。

? RTD探頭
由元件、護套、引線和終端或連接構(gòu)成。標準OMEGA探頭使用100 ohm鉑歐洲曲線元件(alpha = 0.00385)。

? 鉑RTD
亦稱Pt RTD。鉑RTD通常是 所有RTD中最線性、最穩(wěn)定、重復(fù)性最好、最準確的。OMEGA選擇鉑絲正是因為它最能滿足精密測溫的需求。

? 薄膜RTD
薄膜RTD是將金屬薄片嵌入陶瓷基片中，通過修剪以產(chǎn)生所需的電阻值。OMEGA RTD是在基片上放置鉑金薄膜然后一起封裝。這種方法可以生產(chǎn)出小巧、反應(yīng)快速、準確的傳感器。薄膜元件符合歐洲曲線/DIN 43760標準和“0.1% DIN”標準公差。

? A類RTD
最高的RTD元件的寬容性和準確性。A類(IEC-751)，Alpha = 0.00385。

? B類RTD
最常見的RTD元件的寬容性和準確性。B類(IEC-751)，Alpha = 0.00385。

? Aplha .00385 曲線
歐洲曲線符合“0.1% DIN”標準公差，符合 DIN 43760標準。

? 繞線
OMEGA探頭組件中使用的標準RTD元件是由99.99%的純鉑金線環(huán)繞陶瓷或玻璃芯并密封于陶瓷或玻璃囊中。

RTD表 : 根據(jù)用于B級和A級的DIN EN 60751 RTD溫度與電阻對應(yīng)表 RTD溫度與電阻對照表 RTD案例研究 電阻元件與RTD 選擇記錄儀