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閱讀：294發布時間：2024-5-24
核電廠廣泛采用電阻溫度探測器測量溫度。
RTD的測溫原理
純金屬或某些合金的電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度降低而減小。因此 RTD 有點像是一個溫電轉換器，把溫度變化轉化為電壓變化。RTD使用的金屬是在給定溫度范圍內保持穩定的純金屬。電阻-溫度變化關系是線性的，溫度系數（溫度系數的定義是單位溫度引起的電阻變化）越大越好，而且要能夠抵抗熱疲勞，隨溫度變化響應靈敏。只有少數幾種金屬能夠滿足這樣的要求。
RTD通常用鉑金、銅或鎳。這幾種金屬的電阻-溫度關系如圖所示，它們的溫度系數較大，隨溫度變化響應快，能夠抵抗熱疲勞，而且易于加工制造成為精密的線圈。
RTD是目前確和的溫度傳感器。它的線性度優于熱電偶和熱敏電阻。但 RTD 也是響應速度較慢而且價格比較貴的溫度傳感器。因此 RTD 對精度有嚴格要求，而速度和價格不太關鍵的應用領域。
下圖是一個典型的 RTD 的內部構造圖(a)和實物圖(b)。其中的陶瓷絕緣體用于隔離金屬外殼和內部的線圈。因科鎳合金是一種由鎳、鐵、鉻按一定比例組成的合金。因科鎳合金的耐腐蝕性很好，因此一般用它來做 RTD 的包殼材料。RTD探頭和流體接觸后，探頭迅速和周圍介質達到熱平衡，通過測量鉑線圈的電阻即得到溫度的值。
下圖顯示的是典型的RTD的保護套和探頭，保護套主要用于保護RTD免遭被測量介質的破壞。保護套通常由不銹鋼、碳鋼、因科鎳或鑄鐵制成，使用溫度可以達到 1100℃。
RTD 的保護套和探頭
IC溫度傳感器
（1）模擬集成溫度傳感器
硅傳感器，也稱為集成傳感器，采用硅半導體集成工藝制成。其中，模擬集成溫度傳感器是在20世紀80年代問世的一種專用芯片，將溫度傳感器集成在一起，可完成測量溫度和模擬信號輸出功能。這種傳感器具有很多優點，例如測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等。這使它們非常適合用于遠距離測溫和控測，而無需進行非線性校準。此外，由于它們采用單片集成設計，外圍電路也非常簡單，因此非常容易使用。
（2）數字輸出傳感器
數字溫度傳感器是在 20 世紀 90 年代中期問世的。它是微電子技術、計算機技術和自動測試技術（ATE）的結晶。
目前，國際上已開發出多種智能溫度傳感器系列產品。智能溫度傳感器內部都包含溫度傳感器、A/D 轉換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產品還帶多路選擇器、控制器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數據及相關的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU）;并且它是在硬件的基礎上通過軟件來實現測試功能的，其智能化和諧也取決于軟件的開發水平。
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