温度测量几乎都使用直流电进行。不可避免地是,测量电流会在RTD中产生热量。可允许测量电流是通过元件位置、待测量介质以及流动介质的速度确定的。自热系数"S"给出了元件的测量误差,单位为˚C/毫瓦(mW)。给定测量电流I的值,毫瓦值P可以通过P = I2R计算,其中R是RTD的电阻值。然后,温度测量误差ΔT (˚C)可以用

ΔT = P x S计算。

电阻元件规格

稳定性:在最高温度工作10,000小时后低于0.2˚C(1年、51天、连续16小时)。

抗振性:频率范围为20 ~ 1000 cps。

抗热冲击系数:强制通风:整个温度范围内。水淬:从200˚C降低到20˚C。

压力灵敏度:小于1.5 x 10-4 C/PSI,可逆。

自热误差与响应时间:参阅所选类型元件特定的参数。

感应电流自感量:对于薄膜式元件,可视为忽略不计;对于绕线式元件,通常小于0.02微亨利。

电容:对于绕线式元件:计算结果为不到6PF;对于薄膜式元件:电容太小而无法测量,并且电容受到导线连接的影响。导线与元件之间的连接表示大约300 pF的电容。

导线配置

如前所述,电阻式温度检测器(RTD)元件通常带有护套。显然,所有适用于电阻元件的标准在这里也适用,但必须考虑整个RTD组件的结构和尺寸,而不是考虑元件尺寸。由于电阻元件与测量仪器之间使用的导线自身带有电阻,我们还必须提供一种补偿方法,对这种误差予以补偿。参见图2,了解两线配置。



图2.两线配置(类型1)

圆形表示校准范围以内的电阻元件。三线或四线配置必须从校准范围内扩展,使得所有未校准的电阻得到补偿。

电阻RE是电阻元件的电阻值,该电阻为我们提供精确的温度测量值。遗憾的是,在进行电阻测量时,仪器显憾的是,在进行电阻测量时,仪器显

RTOTAL:
其中,
RT = R1 + R2 + RE

这样,产生的温度读数将高于实际测量的温度。可以对许多系统进行校准,以便对此进行补偿。大多数RTD都包括第三条线,其电阻为R3。这条线将与导线2一起连接到电阻元件的一侧,如图3中所示。

这种配置在传感器的一端提供一个连接,在其另一端提供两个连接。与专门接受三线制输入的仪表连接后,便可以对导线电阻以及导线电阻引起的温度变化进行补偿。这是最常用的一种配置。



图3.三线配置(类型2)
如果使用了三条相同类型的线并且它们的长度相等,则R1 = R2 = R3。通过测量通过导线1、2与电阻元件的电阻,可以测得系统总电阻(R1 + R2 +RE)。如果还测量了导线2与3的电阻(R2 + R3),可以得到仅导线的电阻,并且由于所有导线电阻都相等,从系统总电阻(R1 + R2 + RE)中减去此值(R2 + R3),我们就可以仅得到RE,因此进行的温度测量是精确的。还会使用四线配置。(参见图4。)传感器的每一端都提供了两个连接。这种配置用于精度最高的测量。



图4. 四线配置(类型3)
在四线配置中,仪表将使一个恒定电流(I)通过外侧导线1和4。

测量了内侧导线2和3之间的压降。因而,通过公式V = IR,我们可以得到元件自身的电阻,而不受到导线电阻的影响。仅当使用不同导线时,这种配置才比三线配置有优势,然而这种情况很少见。

还有一种现在很罕见的配置,即在一侧带有导线闭环回路的标准两线配置(图5)。其功能与三线配置相同,但使用了额外一条线才实现了此功能。单独的一对线作为回路提供,以便对导线电阻以及导线电阻引起的温度变化提供补偿。