RTD温度传感器元件简介

电阻温度检测器 (RTD) 依赖于金属电阻随温度变化的可预测和可重复现象。

所有纯金属的温度系数都在同一数量级 – 0.003 到 0.007 ohms/ohm/°C。用于温度传感的最常见金属是铂、镍、铜和钼。虽然某些半导体和陶瓷材料的电阻-温度特性用于温度传感，但此类传感器通常不归类为 RTD温度传感器。

RTD温度传感器是如何构建的？

RTD温度传感器有两种制造方式：使用电线或薄膜。线材 RTD温度传感器是放置在陶瓷管中的细线拉伸线圈，用于支撑和保护线材。可以使用釉将线结合到陶瓷。由于对金属纯度的更严格控制和更少的应变相关误差，线材类型通常更准确。它们也更贵。

薄膜 RTD温度传感器由丝网印刷或真空溅射到陶瓷或玻璃基板上的金属薄膜组成。然后，激光微调器将 RTD温度传感器微调至正确的电阻值。

薄膜传感器不如线型传感器精确，但它们相对便宜，它们有小尺寸并且更坚固。薄膜 RTD温度传感器还可以用作应变计 - 所以不要拉紧它们！氧化铝元件应由油脂或轻质弹性体支撑，但切勿嵌入环氧树脂或机械夹在硬表面之间。

RTD 通常不能以其基本传感元件形式使用，因为它们太脆弱了。它们通常内置于某种类型的组件中，这将使它们能够承受使用时将暴露的各种环境条件。最常见的是带有导热油脂（也可以抑制振动）的不锈钢管。标准管直径包括 3、4.5、6、8、10、12 和 15 毫米，标准管长度包括 250、300、500、750 和 1000 毫米。

RTD 的特性

金属 RTD 具有由多项式定义的响应：

R(t) = R 0 ( 1 + at + bt 2 + ct 3 )
其中 R 0是 0°C 时的电阻，“t”是摄氏温度，“a”、“b”和“c”是取决于金属特性的常数。在实践中，这个等式与大多数 RTD 非常接近，但并不完美，因此通常需要稍作修改。

通常，RTD 的温度特性指定为单个数字（“alpha”），表示 0 到 100°C 温度范围内的平均温度系数，计算公式如下：

阿尔法 = ( R 100 – R 0 ) / 100 。R 0 欧姆/欧姆/°C
注意：RTD 覆盖了足够的温度范围，因此需要根据最新的温度标度 ITS90 对其响应进行校准。如需此类计算的帮助，请参阅RTD 温度计算器。

值得注意的是，合金的温度系数通常与组成金属的温度系数非常不同。微量杂质可以极大地改变温度系数。有时会故意添加痕量“杂质”，以消除去除不经济的不需要的杂质的影响。其他合金可以针对特定的温度特性进行定制。例如，84% 铜、12% 锰和 4% 镍的合金具有对温度几乎为零的响应的特性。该合金用于制造精密电阻器。

RTD温度传感器的类型

虽然几乎任何金属都可以用于 RTD 制造，但实际上使用的数量是有限的。

铂是迄今为止最常见的 RTD温度传感器 材料，主要是因为它在空气中具有长期稳定性。有两种标准的 Platinum 传感器类型，每种类型都有不同的“杂质”掺杂水平。在很大程度上，铂 RTD温度传感器标准已经趋同，大多数国家标准机构都采用国际 IEC751-1983，1986 年进行了修订 1，1995 年进行了修订。美国继续保持自己的标准。

所有铂金标准都使用一个修改后的多项式，称为 Callendar – Van Dusen 方程：

R(t) = R 0 ( 1 + at + bt 2 + c.(t – 100).t 3 )
铂 RTD 有两种温度系数或 alpha 值 - 选择主要取决于您所在国家/地区的国家偏好，如下表所示：