Pt 和 NTC 溫度傳感器
比較它們的優(yōu)勢，包括準確性、長期穩(wěn)定性和可重復性
Platinum-RTD（電阻式溫度檢測器）的特點是具有正電阻和幾乎線性的電阻與溫度特性，由 DIN EN60751 (IEC 60751) 標準明確定義。
Pt溫度傳感器的正線性電阻特性
使用薄膜工藝將結構化的鉑曲流沉積在陶瓷基板上。Pt曲折用作熱敏電阻。傳感器上的電壓降以高精度測量并轉換為溫度值。其他版本的鉑 RTD 傳感器采用繞線技術構建。基于鉑的傳感器可在 -196 °C 至 1000 °C 的寬溫度范圍內工作。
NTC的負和指數(shù)電阻曲線
NTC（負溫度系數(shù)）熱敏電阻由金屬氧化物半導體陶瓷制成，通常通過厚膜或壓縮粉末工藝生產(chǎn)。它們具有響應溫度變化的負和指數(shù)電阻變化。電阻變化（電壓降）可以轉換為溫度值。典型的工作溫度窗口比 Pt 元件窄：標準環(huán)氧樹脂涂層片式熱敏電阻為-55 °C 至 +150 °C，玻璃涂層片式熱敏電阻為 -55 °C 至 +300 °C。
| 鉑 | NTC（典型） |
|---|
| 特性曲線 | - 正和接近線性的 TCR
- TCR：3850 ppm/K 典型值
- 符合 DIN EN 60751 標準的特性 | - 負非線性 TCR
- 典型斜率：-4.4 %/°C @ 25 °C |
| 典型電阻值 | pt100 , pt200 , pt500 , pt1000 | 2.252k @ 25 °C, 10k @ 25 °C, 20k @ 25 °C |
| 配置 | - 帶引線元件
- SMD 封裝、SOT223、TO92 | 環(huán)氧樹脂或玻璃封裝；二極管封裝，SMD 型號，其他變體 |
| 作品 | 陶瓷基板上的鉑金薄膜曲折 | 陶瓷金屬成分 |
| 工作溫度范圍 | -196 °C 至 1000 °C | -100 °C 至 300 °C，特殊型號最高 750 °C |
為什么要使用 Platinum-RTD 傳感器？
Pt-RTD 具有符合普遍認可的 DIN EN 60751 標準的線性信號特性。該標準提供了傳感器信號輸出和容差的明確定義，并確保輕松選擇傳感器和互換性。此外，它還允許電子和軟件的標準化。雖然來自不同制造商的 NTC 可能具有相似的信號輸出，但沒有普遍認可的 NTC 國際標準。
鉑金傳感器在很寬的溫度范圍內具有高精度；F0.3 公差適用于 -70 °C 至 +500 °C 的溫度范圍。NTC 熱敏電阻具有高精度，但通常適用于更窄的溫度范圍，例如 0 °C 至 +70 °C。NTC 制造商指的是 25 °C 時的高精度，這通常有助于實現(xiàn)相當小的溫度范圍。
溫度傳感器在使用過程中會承受很大的壓力，尤其是在高應用溫度下。鉑是一種貴金屬，具有耐高溫和耐化學性的理想特性，是理想的溫度傳感材料。與 NTC 熱敏電阻相比，鉑溫度傳感器具有出色的漂移行為和更高的長期穩(wěn)定性、更好的可重復性和更高的溫度能力。
| 鉑 | NTC（典型） |
|---|
| 測量漂移 | - 非常低的漂移
- 在 500 °C 下 1000 小時后通常為 0.04 % | 標稱電阻漂移：在 150 °C 下 100 小時后通常為 0.35 % |
| 準確性 | - 寬溫度范圍內的高精度
DIN 定義：
- F 級 0.3 / B：± 0.12 % (± 0.3 °C) @ 0 °C
- F 級 0.15 / A：± 0.06 % (± 0.15 °C) @ 0 °C
- F 級 0.1 / 1/3B：± 0.04 % (± 0.10 °C) @ 0 °C | - 在相對較窄的溫度范圍內具有高精度
- 典型值：± 1 % @ 25 °C |
| 長期穩(wěn)定性 | 在高溫下具有出色的長期穩(wěn)定性 | - NTC 的穩(wěn)定性應與應用要求相匹配
- 玻璃涂層 NTC 比標準環(huán)氧樹脂涂層 NTC 具有更高的穩(wěn)定性 |
| 重復性 | 高精度和低漂移支持寬溫度范圍內的高重復性 | 在有限的溫度范圍內具有良好的精度，精度取決于壽命和應用溫度窗口 |
白金——精確數(shù)據(jù)的基礎
精確的溫度數(shù)據(jù)是控制許多過程的關鍵。只有準確了解基線情況，才能對其進行有效控制和優(yōu)化。
挑戰(zhàn)通常在于在實際使用條件下確定情況，這通常要求很高。在某些情況下，必須以特定的精度測量溫度；在某些情況下，溫度特別高或特別低。有時兩者在同一個應用程序中都是正確的。傳感器可能需要在連續(xù)運行期間承受腐蝕性物質或恒定壓力。
如果環(huán)境條件迅速而顯著變化，傳感器必須在各種條件下可靠運行，同時仍能提供一致的高質量數(shù)據(jù)。鉑溫度傳感器通常是最佳選擇，因為即使在困難的條件下，它們也能在很寬的溫度范圍內提供特別精確的測量，而且它們可靠且持久。
對整個測量鏈的影響
溫度測量元件的性能和成本應始終結合整個系統(tǒng)和測量要求來考慮。當適當?shù)剡m應應用環(huán)境和信號處理電子設備時，溫度傳感器可實現(xiàn)最高性能。
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在溫度范圍越來越窄且精度要求較低的應用中，用戶可以從 NTC 電阻器的高分辨率中受益。這種優(yōu)勢在較低溫度下的小溫度范圍內最大化，但在較高溫度下由于 NTC 特性曲線的非線性平坦化而顯著降低。
如果用戶有額外的溫度測量要求，例如擴大溫度范圍和精度，那么如果使用 NTC 熱敏電阻，就會出現(xiàn)額外的挑戰(zhàn)。由于非線性電阻與溫度特性，可能需要更復雜的互連和信號處理電子設備。由于固有的線性化誤差，特性曲線的線性化會影響整個系統(tǒng)的精度，這在更寬的溫度范圍內更為明顯。
由于缺乏定義 NTC 功能特性的國際標準，因此在更換已安裝的傳感器時必須小心以確保兼容性。通常它需要額外且耗時的重新校準。
使用 Pt-RTD 可以消除這個問題。在整個測量范圍內的高測量精度以及線性和標準化的特性曲線允許使用和設計標準化的電子設備。
對于許多應用，更換傳感器后無需重新校準。從長遠來看，這可能是一個相當大的成本因素，尤其是對于更復雜的系統(tǒng)和傳感器網(wǎng)絡，因為它可以降低維護成本并優(yōu)化運行時間。
