RTD温度传感器常见问题与解答

为什么建议使用 Pt100 Class A（根据 IEC 60751）使用 4 线连接？
仅4线连接就完全补偿了整个电缆电路的线阻效应。对于 2 线或 3 线连接，可能可以手动将测得的电缆电阻编程为变送器参数，以校正最终读数。

但即使在这些情况下，参数也仅在测量电缆时的环境温度下才是正确的。如果环境温度发生变化，测量电路将失去其准确性。

4 线连接还可以补偿环境温度变化。

A 类 Pt100 RTD 用于准确的温度测量，这就是为什么接线应始终使用 4 线实现。

2、3 或 4 线配置之间有什么区别？
RTD（电阻温度检测器）提供 2、3 或 4 引线配置。

特定应用的最佳配置取决于多种因素，但传感器配置必须与仪器匹配，否则引线电阻消除电路可能无效。

需要考虑的因素：
●安装成本——更多的电线通常意味着更高的成本
●可用空间——更多或更大的电线需要更多空间
●精度要求– 2 线配置可以提供所需的精度，尤其是对于高电阻元件
A. 2 引线 RTD 结构
2 线 RTD 导致引线电阻增加到元件电阻。因此，温度读数人为地偏高。

B. 3 引线 RTD 结构
只有当仪器可以测量真正的 3 线电阻时，3 线 RTD才能消除引线电阻误差。

当所有引线具有相同的电阻时，引线电阻误差消除最有效。使用相同 AWG、长度和成分的 3 根导线通常会导致引线电阻匹配在 5% 以内。
C. 4 引线 RTD 结构
仅当仪器可以测量真正的 4 线电阻时，4 线 RTD 才会导致电阻消除。

即使所有 4 根导线的 AWG、长度和/或成分不同，真正的 4 线电阻测量也能有效消除引线电阻误差。

D. 任何 RTD 配置是否可以互换？
●4 引线 RTD 通常可用作 3 引线 RTD，方法是消除（或系紧）其中一根引线
●4 引线 RTD 可用作 2 引线 RTD，通过组合（短接）公共引线（通常具有相似颜色 - 白色/白色和红色/红色）
警告：组合公共引线消除了引线电阻消除的好处
●3 引线 RTD可用作 2 引线 RTD，通过组合（短路）公共引线（（通常颜色相似）
警告：组合公共引线消除了引线电阻消除的好处

如何知道要使用哪种类型的 alpha (TCR) 曲线？
CR（电阻温度系数）是传感元件在特定温度范围（通常为 0 到 100°C）内的标准化平均电阻变化。

该值与基极电阻无关，是元件材料本身的特性。单位是欧姆/欧姆/C。

例子：
探头在 0°C 时的读数可能为 100 欧姆，但在 100°C 时，0.00385 探头的读数为 138.5 欧姆，而 .00392 探头的读数为 139.20 欧姆。

A.电阻曲线取决于仪器。有关可接受的 RTD温度传感器（电阻温度检测器）输入类型，请参阅您的仪器手册。

B.常见的 TCR 包括：

我们什么时候需要 RTD 传感器的变送器？
关于何时指定发射机没有严格的规定。每个温度监测系统都有独特的成本和精度要求，以及需要克服的独特设计问题。

一般来说，发射器具有三个优点：
●消除温度读数中的铅效应
●输出更不受电噪声的影响
●调节RTD（电阻温度检测器）信号
A. RTD 导联效应：
传感器和控制点之间的距离是指定变送器的一个明显原因。

需要考虑的因素：

●如果该距离超过几英尺，则变送器比 2 线 RTD 更准确
●在长距离上，即使是 3 线 RTD 也无法满足所需的精度
●4 线 RTD 测量电路将有效消除引线误差，但额外两条引线的空间和成本可能超过变送器的成本
●高电阻传感元件降低了引线电阻的影响，但并没有消除它们
●RTD 测量电路通常是低信号（1 mA 或更少），并且容易产生电噪声 - 特别是在长导线中。
●在超过 500 英尺的距离上，变送器可能是将 RTD 的精度传送到控制电子设备的唯一方法
B. 电噪声：
来自电机、荧光灯或其他来源的噪声会降低电阻或电压信号，但对发射器的受控电流影响不大。

因此，您可能希望在特别嘈杂的区域在相对较短的距离内使用发射器。变送器的成本甚至可能低于特殊屏蔽的延长线。

简单地扭绞发射机线对对降低噪声非常有效；通常不需要屏蔽电缆。

C. 信号调理：
您可能只需要发射器用于其信号调节电路。RTD电阻/温度曲线是非线性的。

变送器将 RTD 电阻更改为行业标准 4-20 mA，同时将输出与温度线性化。使用变送器的线性响应，您不需要复杂的方程来解释读数。

什么是A类和B类？
在 RTD（电阻温度检测器）领域，铂金已广受欢迎。这是由于其物理特性使其在感测温度方面优于其他材料。

为全球产业提供制造商之间的互换性，有一些国际标准已被大多数国家采用：

●IEC 60751定义了几个公差等级的温度精度和电阻/温度特性曲线
●“B 级”和“A 级”是最常见的公差等级。
这些由单个标称电阻/温度特性曲线和以下精度名称定义：

*请咨询传感器制造商以了解特定型号的传感器结构

有许多标准是 IEC 60751 的副本或前身。 其中包括 IEC 751、DIN 43760、EN 60751 和 BS EN 60751。

另一个标准 ASTM E1137 使用相同的标称特性曲线，但对公差的定义不同，并将其指定为“B 级”和“A 级”。

ASTM 标准不像IEC 标准那样广泛使用。

我们什么时候需要为 RTD 使用屏蔽引线（电噪声）？
包含高压或存在电磁场 (EMF) 的环境可能需要屏蔽引线。

这些环境会在传感仪器中产生通常所说的“噪声”(EMI)。引线充当天线。

两种常用技术可能有助于减轻电噪声的影响：

●扭转引线将有助于抵消感应噪声。
●引线可能被“屏蔽”覆盖，通常是镀银铜编织物（SPC 编织物）。将仪器的屏蔽接地只能提供最佳结果。

什么是自热常数？
自热常数定义了每 mW 应用功率的温升（以开尔文度为单位）。每个 RTD 元件的常数是在 0 摄氏度冰水的标准条件下测量的。
由于该常数是在不一定反映典型应用环境的条件下测量的，因此自热常数主要用于比较一个元件与另一个元件的自热特性。

此外，实际使用条件对自热常数影响很大。例如，将元件封装在导热材料中会增加表面积和热质量，从而有效地降低自热常数。

然而，如果在完全或部分真空中使用元件，则会发生相反的情况——由于周围介质的热导率降低，自热常数会增加。

在温度传感应用中，自热如果过度，会导致显着的测量误差。

自热对周围介质热导率的依赖性也可用于测量液位、流量、热导率、流体密度等。

铂 RTD 元件的温度系数是如何定义的？
温度系数，也称为“阿尔法值”，是电阻在 0 到 100 °C 之间的平均变化，并使用公式计算

铂 RTD 元件的电阻与温度特性是如何定义的？
Callendar-Van Dusen 方程描述了铂 RTD 元件中电阻与温度的关系。

对于等于或高于 0 摄氏度的温度 t，方程为R(t) = R0*(1+A*t+B*t²)

对于低于 0 摄氏度的温度 t，公式为R(t) = R0*(1+A*t+B*t²+C*(t-100°C)*t³)
其中 A、B 和 C 是特定 RTD 曲线的常数。

IEC 60751 TC 3850ppm 曲线的常数为：

A = 3.9083*10-3 ℃ -1

B = -5.775*10-7 ℃ -2

C = -4.183*10-12 ℃ -4

IEC 60751 规范和 DIN EN 60751 规范有什么区别？
IEC 60751 和 DIN EN 60751 规范是相同的。DIN 规范基本上是 IEC 规范，并添加了封面。

IEC 60751 规范和 ASTM E1137 规范有什么区别？
这两个规范均适用于标准的 3850ppm 温度系数 (0.385) 铂金曲线，并基于 ITS-90 温标。

两个规范之间的一个主要区别是公差等级的定义，如下

“F”表示薄膜元件。如果定义了绕线元件的公差，则替换为“W”。

客户要求配备符合 DIN 43760 要求的铂 RTD 元件的温度传感器组件。这是铂 RTD 传感器的有效规格吗？
编号 DIN 43760 Sept 68 适用于 100 ohm 镍和铂 RTD 元件。

下一版规范 DIN 43760 Sept 87，仅适用于镍元素，不再适用于铂元素。DIN EN 60751 是适用于铂 RTD 元件的 DIN 规范