电阻温度计传感器电路工作原理和测量方程式

显示全部楼层 · 2021-10-28 15:48:05

温度计是一种用来测量温度的装置。电阻温度计也属于温度计里面的其中一种，可用于提供极其准确的结果。通过测量电阻的变化来测量温度。温度计由放置在玻璃探头中的铂丝组成。设备被抽真空，以防止不必要的温度升高。该设备非常脆弱，因此被保存在保护探头内。它们具有极高的精度，正在行业中取代热电偶。它具有多种重要应用，并用于不同行业以提供准确的结果。
　　
　　什么是电阻温度计？——
　　
　　电阻温度计用于温度测量。它也被称为电阻温度检测器。RTD基本上是由缠绕在玻璃或陶瓷材料上的细线组成的传感器，并且还使用各种其他结构。使用的电线通常由铜、镍或铂制成。用于构造温度计的材料具有精确的电阻和温度关系，可用于测量温度。
　　
　　电阻温度计电路——
　　
　　电阻温度计电路基本上是惠斯通电桥电路。然而，它不完全是惠斯通电桥，而是电路的修改。它连接到惠斯通电桥的一个臂上，如图：
　　
　　http://www.sztengcang.com/uploads/ueditor/20210830/1-210S0145343Z3.png
　　
　　电阻R1和R2为固定电阻，R3为可变电阻。Rt是电路中使用的检测器电阻。在平衡状态下，
　　
　　Rt=(R2/R1)*R3
　　
　　当R1=R2
　　
　　Rt=R3
　　
　　使用的可变电阻器只是一个可调电位器。我们在电路中使用的电阻器是由锰铜制成的。这是因为锰铜的温度系数最低，温度不会不必要地升高。
　　
　　在设计电阻温度计电路时，必须牢记以下几点：
　　
　　我们使用引线将电阻温度计连接到我们的电路。因此，如果温度发生变化，惠斯通电桥电路的电阻也会相应发生变化。为了避免这种情况，我们必须在测量点与电路中必须安装电阻温度计的点之间保持适当的距离。
　　
　　流过温度计的电流可能会产生热效应，导致电路中的温度显着升高。这是不可避免的情况。然而，为了避免这种情况，我们将不得不妥协我们仪器的灵敏度。如果我们减少流过这个温度计的电流，产生的热量也会随着灵敏度的降低而减少。但是，我们可以通过适当放大来改善这种情况。温升可以用以下公式表示：
　　
　　?T=P/Pd
　　
　　其中?T=以?C为单位的温度升高
　　
　　P=RTD中的功耗（瓦特）
　　
　　Pd=RTD的耗散常数，单位是W/?C
　　
　　电阻温度计的方程式——
　　
　　众所周知，电阻与温度的关系可由下式给出：
　　
　　Rt=Ro(1αtβt2?t3———)
　　
　　因此，根据上式，Rt可以计算为：
　　
　　Rt=Ro(1αtβt2)
　　
　　对于纯铂，
　　
　　Α=3.94Χ10-3/?C
　　
　　Β=–5.8X10-7/(?C)2
　　
　　我们可以把上面的等式写成：
　　
　　Rt=Ro(1Ctpt)
　　
　　C=0电阻的平均温度系数在?C和100?C之间。
　　
　　Tpt=铂金温度系数
　　
　　并由
　　
　　Tpt=[(Rt–Ro)/(R100–Ro)]*100
　　
　　:Rt,Ro,R100是在t?C,0?C,100?C时的电阻
　　
　　温度计的间隔用R100-Ro表示
　　
　　下面提到的方程式显示了实际温度“t”和铂金温度“tpt”之间的差异
　　
　　(T–tpt)=δ{(t/100)^2–(t/100)}
　　
　　Δ=常数
　　
　　Δ在1.488和1.498之间。铂电阻温度计的温度范围在100?C到650?C之间。
　　
　　电阻温度计工作原理——
　　
　　导体的电阻取决于温度的变化。当金属温度升高时，会引起金属核的振动幅度增大。这导致金属表面上存在的游离金属碰撞的可能性增加。这会导致材料的电阻增加，从而导致随后的温度升高。
　　
　　这正是电阻温度计的工作原理。温度检测器由铜、钨、镍或铂制成。但是，铂最适合此用途，因为它具有稳定的耐温关系。电阻随温度的变化可以用公式表示。
　　
　　电阻温度计的结构——
　　
　　电阻温度计的结构如下图所示：
　　
　　http://www.sztengcang.com/uploads/ueditor/20210830/1-210S0145435629.png
　　
　　铂电阻温度计由位于十字框架中的铂线圈组成。我们将整个设备放在不锈钢制成的真空管中。当温度升高时，线圈排列产生的应变很小。这可能会导致不希望的电阻变化。对于构造，必须使用纯铂丝。铂的纯度可以使用公式R100/Ro确定。在纯铂材料的情况下，该值必须大于1.390。
　　
　　电阻温度计的优缺点——
　　
　　1.优点是
　　
　　·它给出了准确的结果
　　
　　·用于各种工业应用
　　
　　·它为您提供了广泛的操作。
　　
　　2.缺点是
　　
　　·铂金对温度的微小变化的敏感性极低
　　
　　·响应时间很慢
　　
　　电阻温度计应用——
　　
　　·用于测量汽车发动机油的温度
　　
　　·用于测量通讯、仪器仪表中放大器、稳压器等的温度。
　　
　　·用于食品加工、电力电子和航空航天工程

千问 · 2021-10-28 15:48:05

看看温度计是一种用来测量温度的装置。电阻温度计也属于温度计里面的其中一种，可用于提供极其准确的结果。