电阻温度计(电阻温度检测器)

定义:电阻温度计是一种用于确定温度由变异在电阻的导体。它通常被称为电阻温度检测器(RTD)和是一个精确的温度传感器。

RTD不用于动态温度测量。

电阻温度计的工作原理

我们知道，在电阻温度计中，导体的电阻取决于温度的变化。当金属的温度升高时，材料的原子核的振动幅度增大。

这就增加了自由电子与束缚离子碰撞的概率。因此，电子运动的中断导致电阻增加。因此，导致与之相关的温度升高。

这就是RTD的工作方式。

电阻温度检测器一般由镍,铂,铜或钨。然而，由于铂的化学惰性，它被用作这种精确温度传感器的主要元素。因此，它可以在恶劣的环境中使用以减少氧化的机会。

在金属中，电阻随温度的变化关系式如下:

R_t= R_o(1 + αt + βt²+ϒt^3.——)

R:_o= 0⁰C处的电阻

R_t=⁰C处的电阻

α、β、ϒ等在这里是常数。

电阻温度计的构造

下图显示了铂RTD的结构安排

它由云母交叉框架，其中一个铂线圈形式存在。整个装置放置在不锈钢的真空管中。当温度升高时，线圈形式的安排产生最小的应变。当张力随着应变的增加而增加。所以，这将导致电线的电阻发生意想不到的变化。

当云母放在真空管和铂线圈之间时，我们可以有更好的电气绝缘。

这里值得注意的是，所使用的材料必须足够纯净，才能提供适当的结果。

铂的纯度可以通过测量来检验R_{One hundred.}/ R_o。对于纯铂材料，比值值应高于1.390

电阻温度计的基本公式

正如我们所知,

R_t= R_o(1 + αt + βt²+ϒt^3.——)

R_t由上式可近似为:

R_t= R_o(1 + αt + βt²)

当元素是纯铂时，

α = 3.94 Χ 10³/⁰C

β = - 5.8 Χ⁷/(⁰C)²

上式可改写为:

R_t= R_o(1 + t_pt)

C = 0⁰C和100⁰C之间的平均电阻温度系数。

t_pt铂温度系数

由

R:_t, R_o, R_{One hundred.}⁰C, 0⁰C, 100⁰C的抗性是什么

温度计的基本间隔用R表示_{One hundred.}- R_o
下面给出的方程显示了真温度t和铂温度t的差值_pt”

: δ =常数

δ的值介于两者之间1.488来1.498。因为δ值越小，表示纯度越高。

RTD中使用的导线类型决定了其有效范围。铂RTD的温度范围在100⁰C来650⁰C。

电阻温度计所用材料的特性

下图显示了RTD中使用的各种材料的典型电阻温度特性。

由于金和银是电阻性较低的材料，因此很少用于RTD建设。当我们讨论电阻率时，钨的电阻率很高，但在高温应用中受到限制。

另一种用于建造RTD的元素是铜，因为它的电阻率低，但线性度低。因此，铂在所有其他元素中是首选的。

电阻温度计电路

基本上，RTD电路是惠斯通电桥电路，但值得注意的是，它不是一个简单的惠斯通电桥，而是一个改进的形式。

RTD可以连接在惠斯通电桥的一个臂上，如下图所示:

在这里,R₁和R₂是两个固定电阻R吗_3.是可变电阻和R_t为检测器电阻。

在平衡条件下,

当R₁= R₂

R_t= R_3.

可变电阻R_3.这是一个可调电位器。为了避免所有因温度变化而引起的影响，电路中使用的电阻器是由锰组成的。这是因为锰铜有电阻最低温度系数。

电阻温度计的电路设计注意事项

在RTD中，在设计电路时要记住一些事情。它们如下:

1.需要适当长度的引线将RTD连接到电路中。因此，如果温度变化，它将因此改变桥电路中的电阻。因此，必须在RTD必须安装的点和测量点之间保持适当的距离。

2.流过RTD的电流，考虑了电路中的加热效应。因此，产生的热量增加了RTD传感器的温度。

这是一个自动加热效应我们无法避免它。我们唯一能做的就是折衷仪器的灵敏度。通过RTD的电流减少肯定会降低热产生率，但是，器件的灵敏度也会降低。但是，它可以通过适当的放大来改进。

由自热效应引起的设备温度升高可表示为:

:∆T =⁰C的温度上升
P = RTD中耗散的功率，单位是瓦

P_d= W/⁰C中的RTD耗散常数

3线阻温度计

下图显示了3线RTD的电路

为了补偿导线电阻变化的影响，采用三线法。基本上，铜线是用相似的长度和直径，以便有相等的电阻。

在工业上，三线rtd是最常用的。

电阻温度计的优点

1. 它提供了高度准确的结果。
2. RTD提供了广阔的操作范围。
3. 由于RTD的高精度，它被用于所有需要精确结果的应用中。

电阻温度计的缺点

1. 铂RTD对温度变化的敏感性很小。
2. RTD具有较慢的响应时间。

早期使用的最常见的RTD指标之一是商或交叉线圈测量仪。虽然它在本质上是廉价和坚固的，桥式RTD有数字显示已经取代它。