PT100温度传感器正温度系数补偿.pdf

PT100 温度传感器的正温度系数补偿 摘要：本文回顾了通用温度传感器的主要特性，重点介绍RTD PT100 温度传感器，并提供了一种简单的方法 对PT100 输出信号进行线性化处理和调理。 温度是非常重要的物理参数，热电偶和热敏电阻(RTD)适合大多数高温测量，但设计人员必须为特定的应用选 择恰当的传感器，表1 提供了常用传感器的选择指南。 表1. 传感器特性 Feature Thermocouple RTD Response time Better Maximum temperature Higher Ruggedness Better Cost efficiency Better Accuracy Better Long-term stability Better Standardization Better RTD 具有较高的精度，工作温度范围：-200°C 至+850°C。它们还具有较好的长期稳定性，利用适当的数据处 理设备就可以传输、显示并记录其温度输出。因为热敏电阻的阻值和温度呈正比关系，设计人员只需将已知电 流流过该电阻就可以得到与温度成正比的输出电压。根据已知的电阻-温度关系，就可以计算出被测温度值。 电阻值随温度的变化称为“ 电阻的温度系数”，绝大多数金属材料的温度系数都是正数，而且许多纯金属材料的温 度系数在一定温度范围内保持恒定。所以，热敏电阻是一种稳定的高精度、并具有线性响应的温度检测器。具 体应用中选用哪一种金属材料(铂、铜、镍等)取决于被测温度范围。 铂电阻在0°C 的标称电阻值是100Ω，尽管RTD 是一种标准化器件，但在世界各地有多种不同的标准。这样， 当同一标准的RTD 用在不同标准的仪表设计中时将会产生问题。 表2. 铂电阻RTD 的公共标准* ALPHA (α): Average Nominal Organization Standard Temperature Coefficient of Resistance at 0°C Resistance (/°C) (Ω) British Standard BS 1904: 1984 0.003850 100 Deutschen Institut für DIN 43760: 1980 0.003850 100 Normung International IEC 751: 1995 Electrotechnical 0 100 (Amend. 2) Commission Scientific Apparatus SAMA 0.003923 98.129 Manufacturers of America RC-4-1966 Japanese Standard JIS C1604-1981 0.003916 100 American Society for ASTM E1137 0 100 Testing and Materials *Sensing Devices, Inc.生产满足上述标准的铂电阻RTD。 铂金属的长期稳定性、可重复操作性、快速响应及较宽的工作温度范围等特性使其能够适合多种应用。因此， 铂电阻RTD 是温度测量中最稳定的标准器件。以下公式描述了PT100