RTD热电阻温度传感器的工作原理及电阻温度系数
传感器是电子、电气和机械设备用来与外部环境交互的装置。这些用于测量各种类型的物理现象,例如电压、电流、加速度等……传感器利用各种原理来测量这些物理量。如压电效应用于测量电压和电流,霍尔效应用于测量磁密度等……热电阻温度传感器-电阻温度检测器,是一种温度检测传感器,它利用温度与导体电阻之间的关系来测量温度。该传感器正在迅速取代热电偶。
一、什么是热电阻温度传感器?
热电阻温度传感器一词代表电阻温度检测器。该传感器也称为电阻温度计。该传感器用于测量温度。通常,它们以一段由铂镍或铜制成的细线形式提供,缠绕在陶瓷或玻璃芯上。该传感器利用导线的温度/电阻关系来测量温度。
通过使用温度与电阻的关系,可以找到传感器电阻值发生的变化量,即温度变化的程度。铂金属在很宽的温度范围内具有稳定的电阻-温度关系。对于镍,在300 0 C以上的温度下,由于温度变化导致的电阻变化量变为非线性。根据它们的行为,在不同的温度范围内,选择材料来制造细线,该细线用于热电阻。热电阻温度传感器可以以不同的形式构建,在某些情况下,它们在稳定性、准确性和可重复性方面优于热电偶。热电阻温度传感器需要电源才能运行。与使用塞贝克效应产生电压的热电偶不同,热电阻温度传感器使用电阻。
二、热电阻温度传感器的工作原理:
热电阻温度传感器的工作基于其构造所用材料的电阻-温度关系。测量由于温度每升高一度引起的材料电阻值的变化量,并相应地校准传感器。
电阻元件很脆弱,它们总是需要绝缘。绝缘体引线连接到元件上。对于温度低于250 o C的绝缘体,例如硅橡胶,使用PVC。对温度具有化学惰性的金属合金用作保护套,用于容纳测量点和引线。
从0 0 C的温度到线性变化的温度值,被认为是传感器的温度范围。这取决于传感器中使用的导线材料。使用铂的温度范围高达660 0 C。镍适用于低于300 0 C的温度。金属在0 0 C和100 0 C之间的电阻-温度关系的线性近似被认为是传感器中用作导线的金属的显着特征。
电阻温度系数为
其中R 0和R 100分别是传感器在0 0 C和100 0 C温度下的电阻。
三、热电阻温度传感器的应用
·热电阻温度传感器在汽车中用于测量发动机温度、油位传感器、进气温度传感器。在通信和仪器仪表中,用于感测放大器、晶体管增益稳定器等的过温……
·热电阻温度传感器用于电力电子、计算机、消费电子、食品处理和加工、工业电子、医疗电子、军事和航空航天。
四、热电阻温度传感器示例
热电阻温度传感器的一些示例是冷却液传感器、变速箱油温。传感器、进气温度传感器、火灾探测器等。
由于其准确性和稳定性,热电阻温度传感器正在迅速取代工业应用中的热电偶。热电阻温度传感器可以提供更高的精度值。与仅使用几个小时的热电偶相比,热电阻温度传感器可以稳定多年。