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常规测量指南-如何进行RTD 测量 概览 美国国家仪器公司的《常规测量指南》是获取常用传感器和信号测量信息的统一资源入门指导。以下每一个文 档讲到相应信号/传感器的工作原理，并且提供如何测量的指导。这些文档的目的是帮助您快速开始测量工作。 RTD 概览 铂电阻温度传感器（RTD ）在0 °C 时的典型阻抗为100Ω。它由叠加于塑料膜之上的铂金属薄膜组成。其阻抗 随温度变化而改变，通常，它所测量的温度可以高达850 °C。流经RTD 的电流在RTD 的两端产生一个电压差。 通过测量这一电压差，您可以确定其阻抗，进而确定其温度。阻抗与温度间的关系近似呈线性。 观看60 秒视频，学习如何进行RTD 测量 RTD基础知识 RTD 基于纯金属电子阻抗改变的工作原理，具有阻抗随温度呈线性递增变化的特性。RTD 所使用的典型元素 包括镍（Ni ）和铜（Cu ），而铂（Pt ）凭借其宽广的温度范围、精度和温度性，成为迄今最为常用的金属 RTD 的构造采用了两种不同的制造配置方式之一。绕线式RTD 通过将细线绕入线圈构造。一种更为常见的配 置便是采用薄膜结构，该结构由覆盖于塑料或陶瓷子层上的非常之薄的金属层构成。该薄膜组分成本更低且更 为广泛可用，因为它可以利用更少的铂金属得到更高的标称阻抗。为了保护RTD ，RTD 单元和与其相连接的 导线封装在一个金属外鞘内。 凭借其稳定性RTD 得到了广泛的应用，RTD 展现了任何其他电子温度传感器都无法媲美的信号相对温度所具 有的线性度。然而，由于复杂的制造工艺和贵金属铂的使用，它通常也比其替代品更为昂贵。RTD 还具有响 应慢和敏感度低的特点，而且，由于需要电流激励，它容易产生自热现象。 RTD 通常依据其在0 °C 时的标称阻抗进行分类。对于铂薄膜RTD ，典型的标称阻抗包括100 Ω 和1000 Ω。其 阻抗与温度间的关系近似呈线性，并遵循如下等式： 当温度低于0 °C 时，RT = R0 [ 1 + aT + bT2 + cT3 (T - 100) ] （等式1） 当温度高于0 °C 时，RT = R0 [ 1 + aT + bT2 ] 其中，RT 为温度为T 时的阻抗，R0 为标称阻抗，a 、b 和c 分别是RTD 所使用的比例常数。 021•800-820-3622 •@ •/china National Instruments 100 W 铂RTD （通常称为Pt100 ）的阻抗-温度曲线如图 1 所示。 图1. 100 Ω 铂RTD 的阻抗-温度曲线，其中a = 0.00385 该关系虽然表现出相对线性，但是曲线拟合通常是进行精确RTD 测量的最精确方式。 如何进行RTD测量 利用RTD测量温度 所有的RTD 通常采用红与黑或红与白的导线色彩组合。红色导线是激励导线，而黑色导线或白色导线是接地 导线。如果您不确信哪一根导线与阻抗部分的哪一边相连，您可以使用数字万用表（DMM ）测量导联之间的 阻抗。如果阻抗接近0 Ω，那么这些导联与同一个节点相连。如果阻抗与标称的测量阻抗相近（100 Ω 是一种 常见的RTD 标称测量阻抗），那么您所测量的导线分别位于阻抗部分的相对端。此外，查阅RTD 的技术规范 以确定该特定设备的激励水平。 绝大多数仪器为RTD 测量提供相似的针脚配置。下例展示了如何利用NI CompactDAQ 机箱与NI 9217 RTD 模 块（参见图2 ）进行此类测量。 021•800-820-3622 •@ •/china National Instruments 图2. NI CompactDAQ 底板与NI 9217 RTD 模块 RTD 是一个无源测量设备，因此，您必须为其提供激励电流，然后读出跨越其端子的电压。进而您可以利用 简单的算法方便地将所读出的电压值转换为温度值。为了避免由流过RTD 的电流导致的自热生，应尽可能地 最小化该激励电流。实质上存在三种不同的利用RTD 测量温度的方法。 2-线-RTD信号连接 将RTD 的红色导联与激励源的正极相连。利用跳线将激励源的正极针脚与数据采集设备的正通道相连。将RTD 的黑色（或白色）导联与激励源的负极相连。利用跳线将激励源的负极针脚与数据采集设备的负通道相连。 图3. 2-线RTD 测量 在2-线方法中，给RTD 施加激励电流的两根导线与测量