Что такое RTD

RTD — это аббревиатура от Resistance Temperature Detector (резистивный температурный датчик). Это датчик, сопротивление которого изменяется при изменении температуры.

Принцип работы датчика основан на свойстве материала, из которого он изготовлен, изменять свое сопротивление в зависимости от температуры. Сопротивление увеличивается с увеличением температуры датчика.

Зная зависимость сопротивления от температуры можно измеряя сопротивление вычислять температуру, в которой находится датчик.

RTD — это пассивное устройство – то есть датчик сам по себе не является источником тока или напряжения (в отличие от термопары).

Внешние электронные устройства, например, такие как RTD модули в устройствах РЗА, контроллеры используются для измерения сопротивления датчика путем пропускания через датчик небольшого электрического тока. Обычно измерительный ток 1 мА или меньше, максимум 5 мА, чтобы избежать риска самонагрева датчика.

Стандартные допуски

RTD построены с учетом нескольких стандартизованных кривых и допусков. Наиболее распространенной стандартизованной кривой является кривая «DIN».

Кривая описывает характеристики сопротивления в зависимости от температуры для платинового датчика с сопротивлением 100 Ом, стандартные допуски и измеряемый диапазон температур.

Стандарт DIN определяет базовое сопротивление платинового датчика 100 Ом при 0 ° C и температурный коэффициент 0,00385 Ом / Ом / ° C. Номинальный выход датчика RTD DIN показан ниже.

Градусы °C	Сопротивление, Ом
0	100.00
10	103.90
20	107.79
30	111.67
40	115.54
50	119.40
60	123.24
70	127.07
80	130.89
90	134.70
100	138.50

По стандарту DIN cуществует три стандартных класса допусков для RTD датчиков. Эти допуски определяются следующим образом:

DIN Class A: ±(0.15 + .002 |T|°C)

DIN Class B: ±(0.3 + .005 |T|°C)

DIN Class C: ±(1.2 + .005 |T|°C)

Материал, из которого изготовлен RTD

При выборе материала, из которого изготовлен RTD, сначала подумайте, с помощью какого прибора вы будете снимать показания датчика. 

Выберите такой тип RTD, который совместим с входом датчика прибора. Безусловно, наиболее распространенными являются резистивные датчики сопротивления 100 Ом из Платины с температурным коэффициентом 0,00385.

Тип элемента	Базовое сопротивление в Ом	TCR (Ом / Ом / ° C)
Платина	100 Ом при 0 ° C	0,00385
Платина	100 Ом при 0 ° C	0,00392
Платина	100 Ом при 0 ° C	0,00375
Никель	120 Ом при 0 ° C	0,00672
Медь	10 Ом при 25 ° C	0,00427

Точность RTD

Необходимо решить, какая точность RTD необходима для ваших измерений.

Точность — это сочетание базового допуска сопротивления (допуска сопротивления при температуре калибровки) и допуска температурного коэффициента сопротивления (допуска наклона характеристики). Любая температура выше или ниже этой температуры будет иметь более широкий диапазон допуска или меньшую точность (см. График ниже). Наиболее распространенная температура калибровки — 0 ° C.

Подключения датчика

Датчики RTD доступны в различных конфигурациях выводных проводов. Наиболее распространенная конфигурация — одноэлементная конфигурация с тремя выводами. Схемы доступных конфигураций выводных проводов показаны ниже:

Двухпроводные датчики обычно используются в устройствах, где точность не критична. Двухпроводная конфигурация обеспечивает простейшую технику измерения, но обладает неточностью из-за сопротивления проводов датчика. В двухпроводной конфигурации нет возможности напрямую компенсировать сопротивление подводящих проводов, которое вызывает увеличение смещения при измерении сопротивления.

Трехпроводные датчики имеют компенсационную петлю, позволяющую измерять сопротивление проводов. В этой конфигурации контроллер / измерительное устройство выполняет два измерения. Первое измерение измеряет общее сопротивление датчика и соединительных проводов. Второе измерение — это сопротивление компенсационного контура. Путем вычитания сопротивления компенсационного контура из общего сопротивления определяется чистое сопротивление датчика. Трехпроводные датчики являются наиболее распространенными и обеспечивают хорошее сочетание точности и удобства.

Конфигурация четырехпроводного датчика и методы измерения позволяют измерять сопротивление датчика без влияния выводных проводов. Хотя этот метод обеспечивает наилучшую точность, многие промышленные контроллеры / измерительные устройства не могут выполнять полноценное четырехпроводное измерение.

Переход от выводных проводов датчика к полевой проводке обычно выполняется в соединительной головке, прикрепленной к датчику. Клеммные колодки используются для облегчения подключения.