三线电阻式温度检测器测量系统中励磁电流失配的影响.doc
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1、三线电阻式温度检测器测量系统中励磁电流失配的影响许多医疗、过程控制和工业自动化应用都需要精确温度测量来实现其功能。电阻式温度检测器(RTD)在这些精确温度测量中通常用作传感元件,因为它们具有宽泛的温度测量范围、良好的线性度以及卓越的长期稳定性和可复验性。RTD是由金属制成的传感元件,在工作温度范围内具有可预测的电阻。可通过RTD注入电流并测量电压来计算RTD传感器的电阻。然后可基于RTD电阻和温度之间的关系来计算RTD温度。这篇文章讨论了比例型三线测量系统的原理和优势。Pt100 RTD概述Pt100 RTD是一种铂质RTD传感器,可在很宽的温度范围内提供卓越的性能。铂是一种贵金属,作为常用的
2、RTD材料具有最高的电阻率,能实现小尺寸的传感器。由铂制成的RTD传感器有时被称为铂电阻温度计或PRT。Pt100 RTD在0时阻抗为100,每1的温度变化大约会引起0.385的电阻变化。当处于可用温度范围的极限时,电阻为18.51(在-200时)或390.48(在850时)。Pt1000或Pt5000等价值更高的电阻式传感器可用来提高灵敏度和分辨率。Callendar Van-Dusen(CVD)方程式诠释了RTD的电阻特性与温度(T,以摄氏度为单位)的关系。当温度为正值时,CVD方程式是二阶多项式,如方程式(1)所示。当温度为负值时,CVD方程式则扩展为方程式(2)所示的四阶多项式。在欧洲
3、的IEC-60751标准中规定了CVD系数(A、B和C)。方程式(3)展示了这些系数值。R0是RTD在0时的电阻。图1标绘了温度从-200增至850时Pt100 RTD电阻的变化。图1:温度从-200增至850时的Pt100 RTD电阻三线RTD三线RTD配置很受欢迎,因为它们在成本和准确度之间取得了平衡。在所推荐的三线配置中,一种励磁电流(I1)可跨RTD元件产生电压电势。与此同时,另一种励磁电流(I2)被注入,以便从最终测量值中抵消RTD引线的电阻(RLEAD),如图2和方程式(4-7)所示。图2:具有导线电阻的三线RTDRTD测量电路配置差分RTD电压VDIFF通常由模数转换器(ADC)
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