数据采集器温度

测量的原理辨析

热电阻（RTD）

     热电阻是一种利用金属电阻与温度成比例增加特性的温度传感器。铂电阻传感器因其高精度测温性能，被广泛应用于常规范围的温度测量，图1是被测对象温度和热电阻阻值关系图：温度的升高与电阻的增加成正比。

图1

    由图1可知，既然被测对象温度可以通过电阻值反映出来，那么我们就可以通过电阻值来测量温度的变化——在热电阻上加一个电流，读取热电阻电压，通过热电阻电压值的变化知道被测对象温度。原理图如下：

    热电阻类型分三线和四线两种，各自具有不同的优缺点：

    三线热电阻，由于三根导线的电阻会存在差异，从而影响测量精度，所以要求三根导线电阻一致。四线热电阻虽不会受导线电阻影响，但是对导线电阻值有限制，且成本高。

    在三线和四线热电阻选择时，如果优先考虑成本，那么选择三线型，如果优先考虑精度选四线型。

图4

不同传感器的

测温差异

    上面介绍了传感器测量原理，下面就具体解释热电偶和热电阻的测温差异。因为我们测量温度时，除了仪器的测量精度，还要考虑传感器误差。

图5

     图5是铂电阻温度计（A级）和热电偶K、T（1级）的公差。

图6

     图6是铂电阻温度计（B级）和热电偶K、T（2、3）的公差。

     由图6可以看到不同级别、相同级别的热电偶和热电阻之间公差都不同，一般来说铂电阻公差越小，测量精度越高。

测温范围

     不同实验测试的温度范围不一样，所以测试的温度范围也会限制热传感器的选择。

     热电阻是低温高精度传感器，如比较常用的PT100——陶瓷铂热电阻——测量的温度范围广，测温范围在-200～800℃之间；而云母铂热电阻由于云母的特性，测温范围是-200～420℃；薄膜铂热电阻由于其封装及制造特性，测温范围在-50～500℃之间。

     热电偶测温范围一般大于热电阻，如常用的K、J型测温范围是-200~1200℃；T型热电偶测温范围-200~350℃；N型热电偶测温范围-200~1300℃。热电偶种类很多，横河数采兼容市场中绝大多数的热电偶类型。

抗干扰能力

图7

    如图7所示，加入一个相同的40uV电压噪声，T型热电偶由于噪声产生的温度约1℃，而相同的噪声在pt100上产生的温度是0.1℃。

     所以我们在选择传感器类型时要对测试的精度要求、测试的温度范围、测试环境噪声等情况综合选择。

     总结：热电阻精度高，抗干扰能力强，但是测试温度范围小，成本高。热电偶测试温度范围广，成本低，但精度稍逊于热电阻。理解上述测量原理，您可以知晓不同测试方案各自的优缺点，这将有助于您在温度测量时正确选择热传感器。