RTD 传感器

RTD起源故事

塞贝克发现了热电，同年，Humphrey Davy爵士发现金属电阻率对温度显示出明显的依赖性。五十年后，William Siemen爵士提出在电阻式温度计中将铂金作为元件使用。

使用RTD的好处

RTD是最准确的温度传感器之一。它不仅具有良好的精度，还具有出色的稳定性和可重复性。大多数OMEGA标准RTD都符合DIN-IEC B类标准。RTD还相对防止电气噪声，因此非常适合在工业环境中的温度测量，特别是在电动机、发电机及其它高压设备的周围使用。

RTD探头构造

RTD探头由元件、护套、引线和终端或接头构成。一旦选择了RTD元件，就需要确定接线和封装要求。有多种方式为传感器接线，还有无限数量的探头或传感器构造可供选择。

RTD接线布置
为了测量温度，必须将RTD元件连接到某种监测或控制设备。由于温度测量是基于元件的电阻，因此为电路增加任何其他电阻（导线电阻、接头等）都将导致测量误差。除2线配置外，所有其他接线布置都允许监测或控制设备将电路中存在的不需要的引线电阻和其他电阻抽取出来。使用3线构造的传感器，是工业过程和监测应用中最常见的设计。只要所有引线具有相同的电阻，引线电阻就会被抽取出来；否则就会导致错误。

导线材料
在指定引线材料时，应注意选择合适的引线，以确保适用于传感器在使用中的温度和环境。选择引线时，温度是目前最主要的考虑因素，然而耐磨性和浸水性等物理性能也非常重要。三种很受欢迎的构造包括：
- PVC绝缘探头，其温度范围为-40°C到105°C，耐磨性好，适用于浸水型应用。
- PFA绝缘RTD探头，其温度范围为-267°C到260°C，具有优异的耐磨性。它还非常适于浸水型应用。
- 玻璃纤维绝缘RTD探头的温度范围较宽，为-73°C到482°C，但在磨损或浸水的情况下，其性能却不尽如人意。

端接
探头可以通过连接头、快速断开头、接线端子或延长线进行端接。其他终端类型可根据特殊要求予以提供。

配置
一旦选择了RTD元件、导线布置和导线构造，就需要考虑传感器的物理结构。最终传感器配置将取决于应用。测量液体、表面或气体流的温度时，需要使用不同的传感器配置。

最常见的RTD电阻材料包括：

1.铂金（最热销、最准确）

2.镍

3.铜

4.巴尔可镍铁合金（少用）

5.钨（少用）

RTD标准

铂金RTD有两项标准：欧洲标准（又称DIN或IEC标准）和美国标准。欧洲标准，又称DIN或IEC标准，被认为是铂金RTD的全球标准。DIN/IEC 60751标准（或简称IEC751标准）要求RTD在0°C时的电阻为100.00Ω，电阻温度系数（TCR）为0.00385Ω/Ω/°C（0°C至100°C）。

DIN/IEC751中规定了两个电阻公差：
A类 = ±(0.15 + 0.002*t)°C或100.00 ±0.06 Ω（在0ºC下）
Class B = ±(0.3 + 0.005*t)°C或100.00 ±0.12 Ω（在0ºC下）

工业中使用的两种电阻公差为：
1⁄3 DIN = ±1⁄3* (0.3 + 0.005*t)°C或100.00 ±0.10 Ω（在0ºC下）
1⁄10 DIN = ±1 ⁄10* (0.3 + 0.005*t)°C或100.00 ±0.03 Ω（在0ºC下）

电阻容差和温度系数的组合限定了RTD传感器的电阻与温度特性。元件的公差越大，传感器越偏离广义曲线，而传感器之间（互换性）的变化就越大。对于需要更改或更换传感器并希望将互换性错误降至最低的用户而言，这非常重要。

RTD元件
RTD元件是RTD最简单的形式。它由一根细线环绕在陶瓷芯或玻璃芯上构成。由于其体积小巧，所以通常用于空间非常有限的应用。

RTD表面元件
表面元件是RTD的一个特殊类型。它被设计得尽可能的薄，从而提供平面测温时的良好接触。

RTD探头
RTD探头是最坚固的RTD的类型。探头由一个RTD元件安装在一个金属管(也称护套)内构成。护套保护元件不受环境影响。OMEGA提供种类繁多的各种配置的探头。

为何使用RTD而不是热电偶或热敏电阻传感器？

每种类型的温度传感器都有一套最适合的特定条件。RTD具有以下几个优点：
•温度范围宽（大约-200°C至850°C）
•精度高（优于热电偶）
•互换性好
•长期稳定性
在温度范围高达850°C时，RTD可以用于最高温度工业过程之外的所有工业过程。当使用铂金等金属制成时，RTD非常稳定，不受腐蚀或氧化的影响。RTD还曾使用其他材料，如镍、铜和镍铁合金。然而，这些材料并不常用，因为它们具有较低的温度能力，而且不如铂金那样稳定或可重复。

使用RTD测量液体温度

探头型传感器通常用于测量液体。它可以像我们的 通用型RTD探头 PR-10和PR-11一样结构简单，或者与我们的PR-12、14、18或19一样包含连接头和变送器。快速断开传感器是一种比较受欢迎的选择。该传感器可以按原样使用，使用压合接头进行灵活安装，或者使用我们的PRS塑料手柄作为手持型探头。当在电镀槽或者高压系统等恶劣环境下进行温度测量时，传感器可以涂覆PFA等材料，或者可以将其放置在热电偶套管中，以保护传感器免受极端条件的影响。

使用RTD传感器进行空气和气体温度测量

由于从流体到传感器的温度传递速度比液体之间传递地慢，空气流和气体流的测量具有挑战性。因此，专门设计用于空气或气体的传感器将传感元件尽可能靠近介质放置。这些 空气温度RTD传感器 允许传感元件与气流几乎直接接触。有一种构造在外壳设计中包含许多允许空气流过元件的设计，这在实验室、无尘室和其他地方的空气温度测量中非常受欢迎。当情况需要对传感器进行更多的保护时，可以选择类似于RTD-860的设计。这种设计具有 小直径探头 ，并带有法兰进行安装。这种配置对于气流变化的响应会稍微慢一点，但却会为传感器提供更好的保护。

表面温度测量

表面温度测量的准确是最难的。有多种样式可供选择，具体取决于您要如何连接传感器，传感器对温度变化的灵敏度，以及是否为永久性安装。我们的SA1-RTD传感器是最精确、响应速度最快的表面RTD。当应用于表面时，SA1-RTD传感器实际上变成了正在测量的表面的一部分。表面传感器还可以采用螺栓连接、螺钉连接、胶合或者粘接来固定到位。RTD-830的外壳具有预加工孔，可以使用＃4螺钉轻松安装。RTD-850的外壳带有螺纹尖端，可以将其安装到标准#8-32螺纹孔中。该RTD便于测量散热器或螺钉孔可能已经存在的结构的温度。

RTD 术语

» RTD (电阻式温度检测器)
电阻式温度检测器或设备的缩写。电阻式温度检测器的工作原理是导线的电阻值随温度变化而变化。

» RTD元件
通常以铂、镍或铜制成的RTD中的传感部分。OMEGA提供两种元件类型:绕线式和薄膜式。

» RTD探头
由元件、护套、引线和终端或连接构成。标准OMEGA探头使用100 ohm铂欧洲曲线元件(alpha = 0.00385)。

» 铂RTD
亦称Pt RTD。铂RTD通常是 所有RTD中最线性、最稳定、重复性最好、最准确的。OMEGA选择铂丝正是因为它最能满足精密测温的需求。

» 薄膜RTD
薄膜RTD是将金属薄片嵌入陶瓷基片中，通过修剪以产生所需的电阻值。OMEGA RTD是在基片上放置铂金薄膜然后一起封装。这种方法可以生产出小巧、反应快速、准确的传感器。薄膜元件符合欧洲曲线/DIN 43760标准和“0.1% DIN”标准公差。

» A类RTD
最高的RTD元件的宽容性和准确性。A类(IEC-751)，Alpha = 0.00385。

» B类RTD
最常见的RTD元件的宽容性和准确性。B类(IEC-751)，Alpha = 0.00385。

» Aplha .00385 曲线
欧洲曲线符合“0.1% DIN”标准公差，符合 DIN 43760标准。

» 绕线
OMEGA探头组件中使用的标准RTD元件是由99.99%的纯铂金线环绕陶瓷或玻璃芯并密封于陶瓷或玻璃囊中。

RTD表 : 根据用于B级和A级的DIN EN 60751 RTD温度与电阻对应表 RTD温度与电阻对照表 RTD案例研究 电阻元件与RTD 选择记录仪