電阻溫度檢測器(RTD)是用于測量溫度的傳感器。許多RTD元件由包裹陶瓷或玻璃芯的細絲組成,但也可以使用其他結(jié)構(gòu)。
的RTD線是一個純粹的材料,通常為鉑,鎳,或銅。 該材料具有精確的電阻/溫度關(guān)系,用于提供溫度指示。由于RTD元件易碎,因此通常將它們放在保護性探頭中。 電阻溫度檢測器的主要缺點如下: 自發(fā)熱 在施加電流以激發(fā)RTD元件以測量其信號時會產(chǎn)生熱能。 發(fā)生的自發(fā)熱將導致溫度測量錯誤。由于RTD會隨溫度變化而改變其電阻,因此最實用的測量方法是使電流流過RTD并測量產(chǎn)生的電壓降。 不幸的是,流經(jīng)元件電阻的勵磁電流試圖通過熱量耗散電能時會升高元件溫度,從而給我們的溫度測量增加了誤差。 對抗由自熱驅(qū)動的正向變速的方法是增加與我們正在檢測的材料的熱接觸,和/或減少激勵電流。 RTD傳感器的自發(fā)熱通常以mW /°C表示,這是指將內(nèi)部元件溫度提高1°C所需的功率。因此,該數(shù)字越高,自熱將越低。 例如,假設在100°C下使用2mA的勵磁電流來驅(qū)動100Ω的鉑RTD。這將產(chǎn)生138.5Ω的傳感器電阻。在水中以1m /秒的速度移動時,其自熱規(guī)格為50mW /°C。 因此,通過這種配置產(chǎn)生的熱量為1000mW / W×I 2 * R = 1000×(0.002A)2 ×138.5Ω= 0.55mW。 這導致僅(0.55mW)/(50mW /°C)= 0.01°C的自熱誤差。 重要的是要注意,元件的有效自加熱在很大程度上取決于元件所浸入的介質(zhì)。 例如,RTD可以在靜止空氣中自加熱的熱量比在應用此規(guī)范的移動水中的熱量高100倍。 因為我們通過汲取流過RTD的電流來測量RTD的電阻,所以RTD消耗的I 2 R功率會導致元件自發(fā)熱。 自熱會改變RTD電阻并導致測量誤差增加。 通過提供較低的勵磁電流,可以將自發(fā)熱的負面影響降到最低。 某些儀器將使用低至0.1mA的RTD勵磁電流來最小化此誤差。 在上面的示例中,即使在靜止的空氣中,這也會將自熱降低到?0.001mW / 50mW /°C = 0.00003°C,這是微不足道的數(shù)量。 該誤差的大小與傳感器元件的散熱能力成反比。這是它的材料,構(gòu)造和環(huán)境的產(chǎn)物。 小巧的RTD元件具有較小的散熱面積,因此具有較高的自熱效果。 也許最壞的情況是薄膜RTD,該薄膜RTD通常具有較高的熱阻和相應的較小表面積以散熱。 通常,RTD傳感器規(guī)格中提供了耗散常數(shù)。該數(shù)字與將RTD溫度升高一度所需的功率有關(guān)。 因此,25mW /°C的耗散常數(shù)表明,如果RTD中的I 2 R功率損耗等于25mW,則RTD將被加熱1°C。 耗散常數(shù)通常在兩個條件下指定:自由空氣和攪拌良好的油浴。這是因為介質(zhì)將熱量帶離設備的能力不同。 可以通過以下方法從RTD消耗的功率和耗散常數(shù)中找到自熱溫度升高: ΔT= P / PD 其中ΔT=由于以℃為單位的自熱而導致的溫度上升;P = RTD在電路中從W消耗的功率;PD = RTD的耗散常數(shù),單位為W /°C。 總結(jié): 自熱誤差是由于RTD元件無法消散由通過測量電流施加的所需功率所產(chǎn)生的熱量而引起的。 ASTM標準要求在25°C的水中施加33 mW的誤差最大為1°C,IEC在施加最大工作電流時在25°C的水中誤差最大為0.05°C。 這些測試方法是實驗室比較好的方法。對于在過程中正確浸入的PRT,工作電流為1 mA或更小,因此100ΩPRT的功率(I 2 R)也很?。?.02–0.39 mW)。相關(guān)產(chǎn)品推薦: 磁性翻板液位計、 流量計、 智能雷達物位計、 一體式孔板流量計、 熱電偶、 智能電磁流量計、 智能壓力變送器、 磁翻板液位計、 渦街流量計、