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RTD溫度傳感器 惠斯通電橋電路
每種金屬都具有獨(dú)特的成分，并且對(duì)電流的流動(dòng)具有不同的阻力。這被稱為該金屬的電阻常數(shù)。對(duì)于大多數(shù)金屬，電阻的變化與其溫度變化成正比，并且在一定溫度范圍內(nèi)呈線性。這個(gè)稱為電阻溫度系數(shù)（短路TCR）的常數(shù)因子是電阻溫度檢測器的基礎(chǔ)。RTD實(shí)際上可以看作是阻值隨溫度變化的高精度線繞電阻器。通過測量金屬的電阻，可以確定其溫度。
幾種不同的純金屬（例如鉑、鎳和銅）可用于制造 RTD。典型的 RTD 探頭包含一個(gè)非常細(xì)的金屬線線圈，允許在沒有很大空間要求的情況下進(jìn)行較大的電阻變化。通常，維連鉑 RTD溫度傳感器 因其準(zhǔn)確性和線性度而被用作過程溫度監(jiān)控器。
為了檢測 RTD溫度傳感器 電阻的微小變化，通常使用惠斯通電橋形式的溫度變送器。該電路將 RTD溫度傳感器 值與三個(gè)已知的高精度電阻器進(jìn)行比較。
由一個(gè) RTD溫度傳感器、三個(gè)電阻器、一個(gè)電壓表和一個(gè)電壓源組成的惠斯通電橋如上圖所示。在這個(gè)電路中，當(dāng)電表中的電流為零（A 點(diǎn)的電壓等于 B 點(diǎn)的電壓）時(shí)，電橋被稱為零平衡。這將是 RTD溫度傳感器 溫度輸出的零點(diǎn)或設(shè)定點(diǎn)。隨著 RTD溫度傳感器 溫度升高，電壓表讀數(shù)增加。如果用電壓傳感器代替電壓表，就可以產(chǎn)生一個(gè) 4-20 mA 的信號(hào)，該信號(hào)與所監(jiān)測的溫度范圍成正比。
與熱電偶的情況一樣，當(dāng) RTD溫度傳感器 安裝在距離變送器一定距離時(shí)就會(huì)出現(xiàn)問題。由于連接線很長，線的電阻會(huì)隨著環(huán)境溫度的波動(dòng)而變化。導(dǎo)線電阻的變化會(huì)在變送器中引入誤差。為了消除這個(gè)問題，使用了三線 RTD。
連接線 (w1, w2, w3) 的長度相同，因此電阻相同。電源連接到 RTD 的一端和惠斯通電橋的頂部?？梢钥闯?，惠斯通電橋右腿的電阻為R1+R2+RW2。電橋左腿的電阻為 R3 + RW3 + RTD。由于 RW1 = RW2，結(jié)果是導(dǎo)線的電阻抵消，因此消除了連接導(dǎo)線的影響。
RTD溫度傳感器優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
●與熱電偶相比，響應(yīng)時(shí)間非?？欤?？以幾分之一秒的順序。
●RTD溫度傳感器 不會(huì)遇到漂移問題，因?yàn)樗皇亲怨╇姷摹?br>●在其范圍內(nèi)，它比熱電偶更準(zhǔn)確，靈敏度更高。
●在需要長引線的安裝中，RTD 不需要特殊的延長電纜。
●與熱電偶不同，放射性輻射（β、γ 和中子）對(duì) RTD 的影響很小，因?yàn)闇y量的參數(shù)是電阻，而不是電壓。
缺點(diǎn)：
●因?yàn)橛糜?RTD溫度傳感器 的金屬必須是最純凈的形式，所以它們比熱電偶貴得多。
●通常，RTD溫度傳感器 無法測量與熱電偶一樣寬的溫度范圍。
●電源故障會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)錯(cuò)誤
●正在測量電阻的微小變化，因此所有連接都必須緊密且沒有腐蝕，否則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。
故障模式：
●RTD 中或 RTD溫度傳感器 與電橋之間的接線中的開路會(huì)導(dǎo)致高溫讀數(shù)。
●RTD 斷電或短路會(huì)導(dǎo)致溫度讀數(shù)偏低。
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