熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器（RTD）和熱電偶
最簡(jiǎn)單的一類溫度傳感器是溫度影響電阻變化的溫度傳感器。使用這種類型的主傳感元件，一個(gè)簡(jiǎn)單的歐姆表能夠用作溫度計(jì)，將電阻解釋為溫度測(cè)量：
熱敏電阻和RTD電路圖
熱敏電阻是由金屬氧化物制成的器件，其隨著溫度的升高（正溫度系數(shù)）而增加電阻，或者隨著溫度的升高而降低電阻（負(fù)溫度系數(shù)）。
RTD是由純金屬線（通常是鉑或銅）制成的器件，隨著溫度的升高，電阻總是增加。熱敏電阻和RTD之間的主要區(qū)別在于線性度：熱敏電阻是高靈敏度和非線性的，而RTD相對(duì)不敏感但非常線性。因此，通常在高精度不重要的地方使用熱敏電阻。許多消費(fèi)級(jí)設(shè)備使用熱敏電阻作為溫度傳感器。
熱電偶是溫度傳感器。它們的工作原理是，當(dāng)熱電偶的兩端處于不同的溫度時(shí)，兩種不同金屬（形成閉合電路）的連接產(chǎn)生可測(cè)量的電壓（電動(dòng)勢(shì)）（見圖1）。由于熱電偶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可靠性優(yōu)越，因此它們已被廣泛用作工業(yè)溫度傳感器。此外，將測(cè)量?jī)x器（記錄儀，DCS，PLC等）連接到電路的一端可以測(cè)量電位差（電磁力）（見圖2）。
熱敏電阻
熱敏電阻是一種電阻器件，由金屬氧化物組成，形成珠子并封裝在環(huán)氧樹脂或玻璃中。
典型的熱敏電阻顯示出較大的負(fù)溫度系數(shù)。電阻隨溫度急劇下降并呈非線性下降。靈敏度是RTD的許多倍，但有用的溫度范圍是有限的。一些制造商提供具有正系數(shù)的熱敏電阻。也可提供線性化模型。
不同來源的熱敏電阻在性能和價(jià)格方面存在很大差異。典型的好處是：
傳感器成本低：基本熱敏電阻非常便宜。但是，具有更緊密互換性或擴(kuò)展溫度范圍的型號(hào)通常比RTD成本更高。
高靈敏度：熱敏電阻每度溫度變化可以改變幾十歐姆的電阻，相比之下，RTD的電阻只有幾歐姆。
點(diǎn)感應(yīng)：熱敏電阻磁珠可以制成針頭尺寸，用于小面積感應(yīng)。
電阻溫度探測(cè)器（RTD）
RTD傳感元件由線圈或純金屬沉積膜組成。元件的電阻以已知且可重復(fù)的方式隨溫度增加。RTD在很寬的溫度范圍內(nèi)具有出色的精度，是工業(yè)溫度傳感器中增長最快的部分。他們的優(yōu)勢(shì)包括：
溫度范圍： RTD型號(hào)的溫度范圍為-260至650°C（-436至1202°F）。
重復(fù)性和穩(wěn)定性：鉑電阻溫度計(jì)是美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院使用的主要插值儀器，溫度范圍為-260至962°C。普通工業(yè)RTD通常漂移低于0.1°C /年。
靈敏度： RTD上的壓降提供比熱電偶大得多的輸出。
線性度：鉑和銅RTD比熱電偶或熱敏電阻產(chǎn)生更線性的響應(yīng)。可以通過適當(dāng)設(shè)計(jì)電阻橋網(wǎng)絡(luò)來校正RTD非線性。
系統(tǒng)成本低： RTD使用普通的銅延長引線，無需冷端補(bǔ)償。
標(biāo)準(zhǔn)化：制造商提供符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)曲線的RTD，最常見的是100Ω鉑金，符合EN60751標(biāo)準(zhǔn)。
熱電偶
熱電偶由兩根異種金屬線焊接在一起形成一個(gè)結(jié)。在信號(hào)線的另一端，通常作為輸入儀器的一部分，是另一個(gè)稱為參考結(jié)的結(jié)點(diǎn)，其對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行電子補(bǔ)償。加熱傳感結(jié)產(chǎn)生與兩個(gè)結(jié)之間的溫差成比例的熱電勢(shì)（emf）。當(dāng)補(bǔ)償參考結(jié)的已知溫度時(shí)，該毫伏級(jí)電動(dòng)勢(shì)指示感測(cè)尖端處的溫度。
熱電偶簡(jiǎn)單而熟悉。然而，由于需要特殊的延長線和參考結(jié)補(bǔ)償，將它們?cè)O(shè)計(jì)到系統(tǒng)中變得復(fù)雜。熱電偶優(yōu)勢(shì)包括：
極高的溫度能力：帶有貴金屬接頭的熱電偶可以高達(dá)1800°C（3272°F）。
堅(jiān)固耐用：熱電偶固有的簡(jiǎn)單性使其能夠抵抗沖擊和振動(dòng)。
小尺寸/快速響應(yīng)：細(xì)線熱電偶結(jié)占用空間小，質(zhì)量輕，適合點(diǎn)感應(yīng)和快速響應(yīng)。但請(qǐng)注意，許多RTD的時(shí)間常數(shù)比等效的熱電偶快。
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