RTD溫度傳感器基本原理RTD溫度傳感器 定義: 電阻溫度計(jì)，也稱為電阻溫度探測(cè)器，是用來測(cè)量溫度的傳感器。
電阻溫度計(jì)公差、分類及比較
溫度范圍
內(nèi)部組裝結(jié)構(gòu)分為低溫和高溫兩種:
低溫:-200 °c 至 + 250 °c
高溫:-200 °c 至 + 600 °c
低溫: 3毫米，4.8毫米，6毫米，8毫米，9.5毫米直徑316 SS 管氧化鋁粉末填充。
高溫: 3毫米，6毫米直徑316不銹鋼金屬護(hù)套礦物絕緣。
引線配置和顏色代碼
最大電流對(duì)于最小自熱傳感器推薦的典型電流值在1到5mA 之間。
RTD溫度傳感器基本原理
熱釋電阻溫度探測(cè)器(RTDs)是專門設(shè)計(jì)的，以確保精確和可重復(fù)的溫度與電阻特性。該傳感器構(gòu)建在一個(gè)獨(dú)特的應(yīng)變免費(fèi)的方式，并只使用高品質(zhì)的 RTD 元素。根據(jù)客戶要求，使用陶瓷、線繞元件、平膜技術(shù)元件或軍用特殊防振元件，以確保提供最合適的規(guī)格。
特點(diǎn)和好處
準(zhǔn)確性。一個(gè)特殊的過程結(jié)合應(yīng)變免費(fèi)建設(shè)與全纏繞支持可靠，準(zhǔn)確的讀數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)的 RTD 元件，并在平面薄膜元件的鉑是蝕刻在基板上。
高信號(hào)噪聲輸出，提高數(shù)據(jù)傳輸精度，允許傳感器和測(cè)量設(shè)備之間更遠(yuǎn)的距離。
互換性。無應(yīng)變結(jié)構(gòu)和精密微調(diào)允許不同批次的元件被替換而不需要重新校準(zhǔn)。
敏感性。自我加熱是最小的，允許精確測(cè)量。當(dāng)絕緣電阻值超過 IEC-751標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，溫度系數(shù)(alpha)被嚴(yán)格控制在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。
標(biāo)準(zhǔn)化。這些元素可以滿足或超過各種標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)的要求。IEC-751標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí) a 和 b 分別非常適合工業(yè)應(yīng)用。公差等級(jí)高達(dá)1/10 DIN 也可以提供更高的精度要求
在較寬溫度范圍內(nèi)的物理和化學(xué)穩(wěn)定性。煙火銷售使用一個(gè)高度控制的制造過程。標(biāo)準(zhǔn)元件是建立抵抗機(jī)械振動(dòng)和沖擊，但是，在有高暴露于機(jī)械振動(dòng)，特別制造的軍事規(guī)格厚膜 RTD 元件可以提供適合的應(yīng)用。
即使長(zhǎng)時(shí)間暴露在操作范圍內(nèi)的溫度下，所有元素的重復(fù)性都超過 IEC-751的重復(fù)性值。
應(yīng)用
•空氣調(diào)節(jié)和制冷維修
•食物處理
•爐子和烤架
•紡織品制造
•塑料加工
•石油化工加工
•微電子
•測(cè)量空氣、氣體和液體的溫度
•廢氣溫度測(cè)量
何時(shí)使用 RTD溫度傳感器？
•當(dāng)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性是客戶規(guī)范的要求時(shí)
•當(dāng)準(zhǔn)確度必須擴(kuò)展到很寬的溫度范圍時(shí)
•當(dāng)區(qū)域，而不是點(diǎn)傳感，改善控制
•當(dāng)需要高度的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)
優(yōu)點(diǎn):
•寬工作范圍內(nèi)的線性
•寬溫操作范圍
•高溫工作范圍
•寬范圍的互換性
•高溫穩(wěn)定性好
缺點(diǎn):
•低靈敏度
•成本高于 熱電偶
•沒有點(diǎn)感覺
•受沖擊和振動(dòng)影響的
•需要
三線或
四線操作
安裝當(dāng)安裝 RTD溫度傳感器 元件時(shí)，主要考慮的是有足夠的浸泡，以確保維連RTD溫度傳感器 不平均工藝和設(shè)備或結(jié)構(gòu)外的溫度。RTD 不像熱電偶那樣是一個(gè)點(diǎn)測(cè)量裝置，因此需要有一個(gè)完全浸沒的主動(dòng)傳感區(qū)域，以確保 RTD溫度傳感器 是測(cè)量實(shí)際工藝溫度。
當(dāng)安裝維連熱電偶套管時(shí)，沿著傳感器軸好的熱傳遞40毫米是至關(guān)重要的。
圖1顯示了 RTD 溫度傳感器的活動(dòng)傳感區(qū)域。這個(gè)區(qū)域取決于在構(gòu)建中使用的 RTD 溫度傳感器的長(zhǎng)度。
傳感器可以設(shè)計(jì)成提供平均溫度指示。
傳感器的選擇
在為您的需求選擇正確的 RTD溫度傳感器時(shí)，有許多選項(xiàng)可供考慮:
•額定溫度
•公差、精度和互換性
•時(shí)間響應(yīng)
•與控制或測(cè)量設(shè)備的距離
溫度等級(jí)
RTD溫度傳感器 由傳感元件、連接傳感元件和測(cè)量?jī)x器的導(dǎo)線以及在此過程中用于定位傳感元件的某種支撐物組成。這些材料中的每一種都對(duì)熱電阻能夠接觸到的溫度設(shè)置了限制。
敏感元件是一個(gè)電阻器，其電阻隨溫度變化。這種阻力的變化是可以理解的，并且是可重復(fù)的。電阻溫度傳感器中的傳感元件通常包含一個(gè)線圈，或者一個(gè)帶有鉑金蝕刻膜的襯底。延長(zhǎng)線連接到傳感元件，使其電阻可以測(cè)量從一段距離以外。傳感元件插入保護(hù)套(通常為不銹鋼)。一般而言，鉑敏感元件可以暴露在高達(dá)650攝氏度的高溫下。其他材料，如鎳或銅也可以使用，但是，他們的有用溫度范圍低于鉑。所有這些材料的使用溫度見表1。
電線絕緣使用也直接影響溫度的熱電阻可以暴露。表2A 包含常用的電線和絕緣材料及其最高使用溫度。將傳感元件與讀出器或控制儀表連接的導(dǎo)線通常由鎳、鎳合金、鍍銀銅或鍍鎳銅等材料制成。見表2B
最常用的結(jié)構(gòu)是將維連 RTD 溫度傳感器和連接電線放入封閉的金屬管中，用減振和/或傳熱材料如氧化鋁粉末包裝管子，并用環(huán)氧樹脂、硅樹脂或陶瓷水泥封閉管子的開口端。Rtd 中最常用的金屬管是由316不銹鋼(約為480 ° c)或 鍍鎳銅 (約為650 ° c)制成。減振/傳熱材料在溫度范圍內(nèi)變化很大。這些材料是由制造商選擇，以提供最佳性能的基礎(chǔ)上最高溫度預(yù)期使用。
另一種常見的結(jié)構(gòu)是使用礦物絕緣金屬護(hù)套(MIMS)電纜，其中 RTD溫度傳感器插入一個(gè)鉆孔，連接到氧化鎂(MgO)絕緣的鎳或銅電線上。末端用氧化鎂絕緣，末端封閉焊接，另一端有延長(zhǎng)線連接，然后密封如上。
環(huán)氧樹脂密封化合物通常不會(huì)用于200至260 ° c 以上。陶瓷水泥可以暴露在1200攝氏度或更高的溫度下，但需要密封劑來保持水分不進(jìn)入水泥，以及下面的振動(dòng)抑制/熱傳遞材料。
鉑熱電阻溫度最低的材料通常是建筑中使用的電線和絕緣材料。熱銷有低溫和高溫兩種結(jié)構(gòu)。在低溫結(jié)構(gòu)中，聚四氟乙烯絕緣鍍鎳銅線用于連接 RTD溫度傳感器。不銹鋼管是填充氧化鋁粉末，以提供支持的元素，并有一個(gè)環(huán)氧樹脂密封。這種結(jié)構(gòu)通常被限制在250 ° c。
高溫建筑使用鎳線和陶瓷絕緣體，或 MIMS 電纜含有鎳線。所述鎳線和陶瓷結(jié)構(gòu)為填充氧化鋁粉以支撐所述元件。密封膠的使用將取決于溫度的額定值的過渡點(diǎn)。這兩種類型的結(jié)構(gòu)都能夠使用到大約650 ° c，然而，如果仔細(xì)選擇元素，并使用 Inconel 護(hù)套 MIMS 電纜，這可以擴(kuò)展到大約850 ° c。
公差、精度和互換性:
公差和精度是溫度測(cè)量中最容易被誤解的術(shù)語。公差一詞是指在某一特定點(diǎn)上的不確定程度或可能的誤差。精度是指在規(guī)定范圍內(nèi)公差的無限數(shù)量。
例如，RTDs 包含一個(gè)敏感元件，該元件在特定溫度下具有特定的電阻。這一要求最常見的例子是 DIN/IEC 標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足 DIN/IEC 標(biāo)準(zhǔn)的要求，一個(gè) RTD 必須在0 ° c 具有100歐姆 ± 0.12% (或0.12歐姆)的電阻，才能被認(rèn)為是 b 級(jí)傳感器(a 級(jí)傳感器為100歐姆 ± 0.06%)。公差 ± 0.12歐姆只適用于0 ° c 的電阻，不能適用于任何其他溫度。下面是 a 類 RTDs 的互換性表，它為用戶提供了特定溫度下的公差表。見表3。
引線電阻對(duì)被測(cè)電阻有重大影響。補(bǔ)償這些額外電阻的能力將影響所選擇的裝配類型和系統(tǒng)精度。最常見的組裝類型是三線制 RTD。在這里，引線電阻在橋式電路中得到補(bǔ)償。為了達(dá)到最高的精度，唯一的選擇是使用一個(gè)
4線電阻，其中導(dǎo)線電阻誤差是消除。
時(shí)間響應(yīng)
在選擇最適合您的工藝的裝配風(fēng)格時(shí)，必須考慮傳感器對(duì)溫度變化的反應(yīng)速度。如果使用熱電偶套管，響應(yīng)時(shí)間將大大增加，在設(shè)計(jì)熱電偶套管/傳感器系統(tǒng)時(shí)必須注意。熱電偶套管內(nèi)徑應(yīng)該與 RTD溫度傳感器 直徑緊密匹配，以便實(shí)現(xiàn)良好的熱接觸，從而使熱傳遞最大化。
如果快速響應(yīng)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，那么元素和探針越小，時(shí)間響應(yīng)就會(huì)越快。然后在可實(shí)現(xiàn)的響應(yīng)時(shí)間和傳感器是否適合承受工藝環(huán)境之間進(jìn)行權(quán)衡。
與控制或測(cè)量設(shè)備的距離
RTD溫度傳感器 安裝的位置將決定所需的 RTD 類型。如果控制/測(cè)量點(diǎn)相對(duì)接近安裝的傳感器，那么將電纜直接連接到儀器是可行的。對(duì)于較長(zhǎng)的距離，檢查儀器的輸入規(guī)格，以確定引線阻抗是否過大。在這些情況下，推薦使用4-20mA 的發(fā)射機(jī)。
(4-20mA 的發(fā)射機(jī)將電阻轉(zhuǎn)換為電流，通過兩根導(dǎo)線傳輸，損耗最小)。
故障排除
與 RTD 程序集相關(guān)的問題往往是直接了當(dāng)和容易解決的。由于 RTD 元件容易受到振動(dòng)或機(jī)械沖擊的破壞，最有可能的問題是元件是開路的。根據(jù)裝配的類型，可以用萬用表輕松地確定這一點(diǎn)。
漂移問題通常更加微妙。由于鉑很容易被污染，引入雜質(zhì)可以改變基本電阻，而且對(duì)溫度響應(yīng)的電阻與純鉑的電阻有很大的不同。在這種情況下，確定是否存在誤差的唯一方法是校準(zhǔn) RTD 傳感器。
Rtd溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)
每種類型的溫度傳感器都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn):
Rtd 通常用于重復(fù)性和準(zhǔn)確性是重要考慮因素的應(yīng)用場(chǎng)合。正確構(gòu)造的 Pt100 RTDs 具有可重復(fù)的電阻隨時(shí)間變化的溫度特性。如果一個(gè)過程將在一個(gè)特定的溫度下運(yùn)行，那么 RTD溫度傳感器 在該溫度下的電阻可以在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)定，并且隨著時(shí)間的推移不會(huì)發(fā)生顯著的變化。Rtd 還允許更容易的互換性，因?yàn)槠湓瓉淼淖兓沁h(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱電偶。例如，在200 ° c 使用的 k 型熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)誤差極限為 ± 2.2 ° c。在同一溫度下，Pt100 DIN，b 級(jí)鉑電阻器具有 ± 1.3 ° c 的互換性。Rtd 還可以與標(biāo)準(zhǔn)儀表電纜一起使用，用于連接顯示或控制設(shè)備，其中熱電偶必須有相應(yīng)的熱電偶線，以獲得準(zhǔn)確的測(cè)量。
熱電阻缺點(diǎn):
在相同的配置，您可以期望支付更多的熱電阻比一個(gè)基本金屬熱電偶。RTDs 比熱電偶更昂貴，因?yàn)樾枰嗟慕Y(jié)構(gòu)來制造 RTD，包括傳感元件的制造，接線和傳感器的組裝。由于傳感元件的結(jié)構(gòu)，rtd 在高振動(dòng)和機(jī)械沖擊環(huán)境中的性能不如熱電偶。工業(yè) RTDs 的溫度也被限制在650攝氏度，而熱電偶的溫度可高達(dá)1700攝氏度。
熱電阻或熱電偶
熱電偶和 RTD溫度傳感器都是測(cè)定工藝溫度的有用傳感器。在其溫度范圍內(nèi)，RTD溫度傳感器 比熱電偶具有更高的精度，因?yàn)殂K是一種比大多數(shù)熱電偶材料更穩(wěn)定的材料。Rtd溫度傳感器 還使用標(biāo)準(zhǔn)的儀表線連接到測(cè)量或控制設(shè)備，這有能力降低整體安裝成本。
熱電偶一般比 rtd溫度傳感器 便宜。他們是更持久的高振動(dòng)或機(jī)械沖擊應(yīng)用，可用于更高的溫度。熱電偶的尺寸可以比大多數(shù) rtd溫度傳感器 更小，它們可以根據(jù)特定的應(yīng)用形成。
聯(lián)絡(luò)我們或致電18717811268查詢?cè)斍椤?img src="https://cloud-assets-brwq.oss-cn-heyuan.aliyuncs.com/weilian0905/uploads/caiji/ooodctnrxft-946.png" style="color: rgb(0, 0, 0); font-size: medium;">
