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什么是RTD傳感器的工作原理及應用?

發表時間:2021-05-11 18:13【 閱讀量:-

  傳感器是電子,電氣和機械設備用來與外部環境交互的設備。它們用于測量各種類型的物理現象,例如電壓,電流,加速度等。傳感器利用各種原理來測量這些物理量。例如,壓電效應用于測量電壓和電流,霍爾效應用于測量磁密度等。RTD–電阻溫度檢測器,是一種利用導體的溫度和電阻之間的關系來測量溫度的溫度檢測器傳感器。該傳感器正在迅速取代熱電偶。


  一、什么是RTD傳感器?


  術語RTD代表電阻溫度檢測器。該傳感器也稱為電阻溫度計。該傳感器用于測量溫度。通常,它們可以用一定長度的由鉑鎳或銅制成的細線纏繞,并纏繞在陶瓷或玻璃芯上。該傳感器利用電線的溫度/電阻關系來測量溫度。


  通過使用溫度與電阻的關系,可以發現傳感器的電阻值隨溫度的變化程度而發生的變化量。鉑金屬在很寬的溫度范圍內具有穩定的電阻-溫度關系。對于鎳,溫度超過300 0 C時,由于溫度變化而引起的電阻變化量將變為非線性。基于它們的行為,在不同的溫度范圍內,選擇用于制造細線的材料,該材料用于RTD。


  RTD可以以不同的形式構造,在某些情況下,它們的穩定性,準確性和可重復性要優于熱電偶。RTD需要電源才能運行。與利用塞貝克效應產生電壓的熱電偶不同,RTD利用電阻。


  二、RTD傳感器工作原理


  RTD傳感器的工作原理基于其構造所用材料的電阻-溫度關系。測量由于溫度每升高一度而在材料的電阻值中看到的變化量,并相應地校準傳感器。電阻元件易碎,它們始終需要絕緣。絕緣導線連接到元件上。對于溫度低于250 o C的絕緣子,例如硅橡膠,則使用PVC。對溫度化學惰性的金屬合金用作保護套,用于容納測量點和導線。


  從0 0 C的溫度到線性變化的溫度值被視為傳感器的溫度范圍。這取決于傳感器中使用的電線的材料。對于使用鉑的范圍可達660 0 C.鎳是適用于溫度低于300 0 C.金屬在0 0 C和100 0 C之間的電阻-溫度關系的線性近似被認為是用作傳感器中金屬絲的金屬的重要特性。


  電阻溫度系數為


  α=(R 100–R 0)/(100 0 C.R 0)


  其中R 0和R 100分別是傳感器在0 0 C和100 0 C溫度下的電阻。


  三、RTD傳感器的應用


  RTD傳感器在汽車中用于測量發動機溫度,油位傳感器,進氣溫度傳感器。在通信和儀器中,用于感測放大器,晶體管增益穩定器等的溫度…


  RTD用于電力電子,計算機,消費電子,食品處理和加工,工業電子,醫療電子,軍事和航空航天。


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