上海喬嶺儀器儀表有限公司

電(diàn)阻溫度檢測器(qì)（RTD）是(shì)用(yòng)于測量溫度的(de)傳感器(qì)。許多(duō)RTD元件(jiàn)由包裹陶瓷或玻璃芯的(de)細絲組成，λ但(dàn)也(yě)可(kě)以使用(yòng)其他(tā)結構。

RTD線是(shì)一(yī)個(gè)純粹的(de)材料，通(tōng)常為(wèi)鉑，鎳，或銅。

該材料具有(yǒu)精确的(de)電(diàn)阻/溫度關系，用(yòng)于提供溫度指示。由于RTD元件(jiàn)易碎，因此通(tōng)常将它們放(fàng)在保護©性探頭中。

電(diàn)阻溫度檢測器(qì)的(de)主要(yào)缺點如(rú)下(xià)：

自(zì)發熱(rè)

在施加電(diàn)流以激發RTD元件(jiàn)以測量其信号時(shí)會(huì)産生(shēng)熱(rè)能(néng)。

發生(shēng)的(de)自(zì)發熱(rè)将導緻溫度測量錯(cuò)誤。由于RTD會(huì)随溫度變化(huà)而改變其電(diàn)阻，因此很(hěn)實φ用(yòng)的(de)測量方法是(shì)使電(diàn)流流過RTD并測量産生(shēng)的(de)電(diàn)壓降。

不(bù)幸的(de)是(shì)，流經元件(jiàn)電(diàn)阻的(de)勵磁電(diàn)流試圖通(tōng)過熱(rè)量耗散電(d₽iàn)能(néng)時(shí)會(huì)升高(gāo)元件(jiàn)溫度，從(cóng)而給我們的(de)溫度測量增加了(le)誤差。

對(duì)抗由自(zì)熱(rè)驅動的(de)正向變速的(de)方法是(shì)增加與我們正在檢測的(de)材料的(de)熱(rè)接觸，和(✘hé)/或減少(shǎo)激勵電(diàn)流。

RTD傳感器(qì)的(de)自(zì)發熱(rè)通(tōng)常以mW /°C表示，這(zhè)是(shì)指将內(nèi)部元件(jiàn)溫度提高(gāo)1°C所需的(de)功→率。因此，該數(shù)字越高(gāo)，自(zì)熱(rè)将越低(dī)。

例如(rú)，假設在100°C下(xià)使用(yòng)2mA的(de)勵磁電(diàn)流來(lái)驅動100Ω的(de)鉑RTD。這(zhè→)将産生(shēng)138.5Ω的(de)傳感器(qì)電(diàn)阻。在水(shuǐ)中以1m /秒(miǎo)的(de)速≥度移動時(shí)，其自(zì)熱(rè)規格為(wèi)50mW /°C。

因此，通(tōng)過這(zhè)種配置産生(shēng)的(de)熱(rè)量為(wèi)1000mW / W♦×I 2 * R ＝ 1000×（0.002A）2  ×138.5Ω＝ 0.55mW。

這(zhè)導緻僅（0.55mW）/（50mW /°C）= 0.01°C的(de)自(zì)熱(rè)誤差。

重要(yào)的(de)是(shì)要(yào)注意，元件(jiàn)的(de)有(yǒu)效自(zì)加熱(rè)在很(hěn)大(dà)程度上(shàng)取決于₽元件(jiàn)所浸入的(de)介質。

例如(rú)，RTD可(kě)以在靜(jìng)止空(kōng)氣中自(zì)加熱(rè)的(de)熱(rè)量比在應用(yòng)此規範的(de)移動水(shuǐ)中的(de)熱(rè)&量高(gāo)100倍。

因為(wèi)我們通(tōng)過汲取流過RTD的(de)電(diàn)流來(lái)測量RTD的(de)電(diàn)阻，所以RTD消耗的(de)I 2 R功率會(h uì)導緻元件(jiàn)自(zì)發熱(rè)。

自(zì)熱(rè)會(huì)改變RTD電(diàn)阻并導緻測量誤差增加。

通(tōng)過提供較低(dī)的(de)勵磁電(diàn)流，可(kě)以将自(zì)發熱(rè)的(de)負面影(yǐng)響降到(dà§o)很(hěn)低(dī)。

某些(xiē)儀器(qì)将使用(yòng)低(dī)至0.1mA的(de)RTD勵磁電(diàn)流來(lái)很(hěn)小(xiǎo)化(huà)此誤差。

在上(shàng)面的(de)示例中，即使在靜(jìng)止的(de)空(kōng)氣中，這(zhè)也(yě)會(huì)将自(zì)熱(rè)降低(dī)到(dào)&#∑12316;0.001mW / 50mW /°C = 0.00003°C，這(zhè)是(shì)微(wēi)不(bù)足道(dào)的(de)數(shù)量。

該誤差的(de)大(dà)小(xiǎo)與傳感器(qì)元件(jiàn)的(de)散熱(rè)能(néng)力成反比。這(zhè)是(shì)它的(de)材料，構造和(hé)環境★的(de)産物(wù)。

小(xiǎo)巧的(de)RTD元件(jiàn)具有(yǒu)較小(xiǎo)的(de)散熱(rè)面積，因此具有(yǒu)較高(gāo)的(de)自(zì)熱(rè≤)效果。

也(yě)許很(hěn)壞的(de)情況是(shì)薄膜RTD，該薄膜RTD通(tōng)常具有(yǒu)較高(gāo)的(de)熱'(rè)阻和(hé)相(xiàng)應的(de)較小(xiǎo)表面積以散熱(rè)。

通(tōng)常，RTD傳感器(qì)規格中提供了(le)耗散常數(shù)。該數(shù)字與将RTD溫度升高(gāo)一(yī)度所需的(de)功率有(yǒu)關≈。

因此，25mW /°C的(de)耗散常數(shù)表明(míng)，如(rú)果RTD中的(de)I 2 R功率損耗等于2→5mW，則RTD将被加熱(rè)1°C。

耗散常數(shù)通(tōng)常在兩個(gè)條件(jiàn)下(xià)指定：自(zì)由空(kōng)氣和(hé)攪拌良好(hǎo)的(de)≤油浴。這(zhè)是(shì)因為(wèi)介質将熱(rè)量帶離(lí)設備的(de)能(néng₽)力不(bù)同。

可(kě)以通(tōng)過以下(xià)方法從(cóng)RTD消耗的(de)功率和(hé)耗散常數(shù)中找到(dào)自(zì)熱(rè)溫度升高₩(gāo)：

ΔT= P / PD

其中ΔT=由于以℃為(wèi)單位的(de)自(zì)熱(rè)而導緻的(de)溫度上(shàng)升；P = RTD在電(diàn)路(lù)中從(cóng)W消π耗的(de)功率；PD = RTD的(de)耗散常數(shù)，單位為(wèi)W /°C。

總結：

自(zì)熱(rè)誤差是(shì)由于RTD元件(jiàn)無法消散由通(tōng)過測量電(diàn)流施加的(de)所需功率所産生(shēng)的(dΩe)熱(rè)量而引起的(de)。

ASTM标準要(yào)求在25°C的(de)水(shuǐ)中施加33 mW的(de)誤差很(hěn)大(dà)為(wèi)1°C，IEC在施加很(hěn♥)大(dà)工(gōng)作(zuò)電(diàn)流時(shí)在25°C的(de)水(shuǐ)中誤差很(h€ěn)大(dà)為(wèi)0.05°C。

這(zhè)些(xiē)測試方法是(shì)實驗室比較好(hǎo)的(de)方法。對(duì)于在過程中正↕确浸入的(de)PRT，工(gōng)作(zuò)電(diàn)流為(wèi)1 mA或更小(xiǎo)，因此1π00ΩPRT的(de)功率（I 2 R）也(yě)很(hěn)小(xiǎo)（0.02–0.39 mWπ）。