【導讀】為了獲得線(xiàn)性響應，我們期望靈敏度曲線(xiàn)在感興趣的溫度范圍內變化。RTD 和熱電偶都不是完美的線(xiàn)性；然而，RTD 往往提供更線(xiàn)性的響應。在上面的示例中，RTD 的靈敏度從 0 °C 到 800 °C 變化約 25%，而熱電偶的塞貝克系數變化約 83%。
圖 1 中的藍色曲線(xiàn)顯示了根據 DIN/ IEC 60751標準構建的 100 Ω 鉑 RTD 的電阻-溫度特性。該標準要求傳感器在 0 °C 和 100 °C 時(shí)分別表現出 100 Ω 和 138.5 Ω。
RTD 電阻-溫度特性圖。
圖 1. RTD 電阻-溫度特性圖。
另一方面，圖 1 中的綠色曲線(xiàn)顯示了 S 型熱電偶的輸出電壓。目視檢查表明 RTD比熱電偶更具線(xiàn)性（您可以更輕松地識別 S 型熱電偶在 100 °C 至 300 °C 溫度范圍內與直線(xiàn)的偏差）。通過(guò)繪制上述曲線(xiàn)的斜率可以地顯示這兩種傳感器類(lèi)型的非線(xiàn)性行為。圖 2 中繪制的斜率曲線(xiàn)顯示了這些傳感器的靈敏度如何隨溫度變化。
顯示傳感器隨溫度變化的斜率曲線(xiàn)。
圖 2. 顯示傳感器隨溫度變化的斜率曲線(xiàn)。圖片由Analog Devices提供
為了獲得線(xiàn)性響應，我們期望靈敏度曲線(xiàn)在感興趣的溫度范圍內變化。RTD 和熱電偶都不是完美的線(xiàn)性；然而，RTD 往往提供更線(xiàn)性的響應。在上面的示例中，RTD 的靈敏度從 0 °C 到 800 °C 變化約 25%，而熱電偶的塞貝克系數變化約 83%。
RTD 溫度系數或“Alpha 參數”
由于 RTD 是一種相當線(xiàn)性的設備，因此可以使用稱(chēng)為“alpha”參數或 RTD 溫度系數的單個(gè)值來(lái)指定其電阻溫度特性。阿爾法參數 (α) 定義為 0 ℃ 至 100 ℃ 溫度范圍內每單位溫度電阻的平均變化除以 0 ℃ 時(shí)的標稱(chēng)電阻值。從數學(xué)上來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)應用以下等式找到該參數：
[a=frac{R_{100}-R_{0}}{100TImes R_{0}}]
其中 R 100和 R 0分別表示 100 ℃ 和 0 ℃ 時(shí)的傳感器電阻。α的單位是Ω/Ω/°C，而純金屬的溫度系數在0.003至0.007 Ω/Ω/°C范圍內。請記住，少量雜質(zhì)可以顯著(zhù)改變金屬的溫度系數。
通過(guò)溫度系數表征 RTD
不同的組織采用不同的溫度系數作為標準，以采用一致的方式來(lái)表征 RTD。1983 年，IEC（國際電工委員會(huì )）采用了 DIN（德國規范研究所）100 Ω 鉑 RTD 標準。該標準稱(chēng)為 DIN/IEC 60751，或簡(jiǎn)稱(chēng)為 IEC-751，定義了 100 Ω、0.00385 Ω/Ω/°C 鉑 RTD 的溫度與電阻。根據 IEC-751 構建的 100 Ω 鉑 RTD 在 0 °C 時(shí)的電阻必須為 100.00 Ω，在 0 到 100 °C 之間的平均電阻溫度系數 (TCR) 為 0.003850 Ω/Ω/°C。
鉑 RTD 的另一個(gè)常見(jiàn)溫度系數值為 0.003923 Ω/Ω/°C，符合 SAMA（科學(xué)儀器制造商協(xié)會(huì )）標準。下面的表 1 列出了一些其他 RTD 標準的參數。我們將很快討論該表中的 A、B 和 C 值的含義。
表 1. RTD 溫度系數標準的三個(gè)示例。使用的數據由TI提供
標準溫度系數(a)A乙C*
DIN 437600.003850Ω/Ω/°C3.908×10 -3-5.8019×10 -7-4.2735×10 -12
0.003911Ω/Ω/°C3.9692×10 -3-5.8495×10 -7-4.2325×10 -12
ITS-900.003926 Ω/Ω/℃3.9848×10 -3-5.870×10 -7-4.000×10 -12
目前，DIN/IEC-751 是大多數國家公認的行業(yè)標準；但是，您仍然需要查閱 RTD 數據表，以確保設備是按照哪種標準構建的。如果您使用的 RTD 與您的測量系統不一致，則測量結果可能會(huì )出現重大誤差。
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