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什么是RTD传感器的工作原理及应用?

发表时间:2021-05-11 18:13【

  传感器是电子,电气和机械设备用来与外部环境交互的设备。它们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。例如,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。RTD–电阻温度检测器,是一种利用导体的温度和电阻之间的关系来测量温度的温度检测器传感器。该传感器正在迅速取代热电偶。


  一、什么是RTD传感器?


  术语RTD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,它们可以用一定长度的由铂镍或铜制成的细线缠绕,并缠绕在陶瓷或玻璃芯上。该传感器利用电线的温度/电阻关系来测量温度。


  通过使用温度与电阻的关系,可以发现传感器的电阻值随温度的变化程度而发生的变化量。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,温度超过300 0 C时,由于温度变化而引起的电阻变化量将变为非线性。基于它们的行为,在不同的温度范围内,选择用于制造细线的材料,该材料用于RTD。


  RTD可以以不同的形式构造,在某些情况下,它们的稳定性,准确性和可重复性要优于热电偶。RTD需要电源才能运行。与利用塞贝克效应产生电压的热电偶不同,RTD利用电阻。


  二、RTD传感器工作原理


  RTD传感器的工作原理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而在材料的电阻值中看到的变化量,并相应地校准传感器。电阻元件易碎,它们始终需要绝缘。绝缘导线连接到元件上。对于温度低于250 o C的绝缘子,例如硅橡胶,则使用PVC。对温度化学惰性的金属合金用作保护套,用于容纳测量点和导线。


  从0 0 C的温度到线性变化的温度值被视为传感器的温度范围。这取决于传感器中使用的电线的材料。对于使用铂的范围可达660 0 C.镍是适用于温度低于300 0 C.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用作传感器中金属丝的金属的重要特性。


  电阻温度系数为


  α=(R 100–R 0)/(100 0 C.R 0)


  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、RTD传感器的应用


  RTD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。在通信和仪器中,用于感测放大器,晶体管增益稳定器等的温度…


  RTD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。


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