许多医疗、过程控制和工业自动化应用于都必须准确温度测量来构建其功能。电阻式温度检测器（RTD）在这些准确温度测量中一般来说用于传感元件，因为它们具备明确的温度测量范围、较好的线性度以及卓越的长年稳定性和可复验性。RTD是由金属做成的传感元件，在工作温度范围内具备可预测的电阻。

可通过RTD流经电流并测量电压来计算出来RTD传感器的电阻。然后可基于RTD电阻和温度之间的关系来计算出来RTD温度。　　这篇文章辩论了比例型三线测量系统的原理和优势。　　Pt100RTD阐述　　Pt100RTD是一种铂质RTD传感器，可在很长的温度范围内获取卓越的性能。

铂是一种贵金属，作为常用的RTD材料具备最低的电阻率，能构建小尺寸的传感器。由铂做成的RTD传感器有时被称作铂电阻温度计或PRT。Pt100RTD在0℃时电阻为100，每1℃的温度变化约不会引发0.385的电阻变化。当正处于能用温度范围的无限大时，电阻为18.51（在-200℃时）或390.48（在850℃时）。

Pt1000或Pt5000等价值更高的电阻式传感器能用来提升灵敏度和分辨率。　　CallendarVan-Dusen（CVD）方程式演绎了RTD的电阻特性与温度（T，以摄氏度为单位）的关系。当温度为正值时，CVD方程式是二阶多项式，如方程式（1）右图。当温度为负值时，CVD方程式则拓展为方程式（2）右图的四阶多项式。

　　在欧洲的IEC-60751标准中规定了CVD系数（A、B和C）。方程式（3）展出了这些系由数值。

R0是RTD在0℃时的电阻。　　图1标绘了温度从-200℃减至850℃时Pt100RTD电阻的变化。

图1：温度从-200℃减至850℃时的Pt100RTD电阻　　三线RTD　　三线RTD配备很热门，因为它们在成本和准确度之间获得了均衡。在所引荐的三线配备中，一种励磁电流（I1）可横跨RTD元件产生电压电势。

与此同时，另一种励磁电流（I2）被流经，以便从最后测量值中抵销RTD引线的电阻（RLEAD），如图2和方程式（4-7）右图。图2：具备导线电阻的三线RTD　　RTD测量电路配备　　差分RTD电压VDIFF一般来说由模数转换器（ADC）展开切换，并被传输到处理器以供理解。

该ADC可将输出电压与参照电压VREF作较为，从而产生数字输入。图3展出了用于离散性外部参照电压的三线RTD测量电路。方程式（8）则定义了基于数字代码总数、RTD电阻、励磁电流大小和参照电压的最后切换结果。

该示例假设ADC具备VREF的满量程范围。如图所示，因参照电压与励磁电流的量值、噪声和温度飘移而产生的误差不会必要造成切换错误。

图3：具备外部参照的三线RTD电路　　把RTD和ADC摆放在比例型配备（图4）中，能取得一种更加准确的电路配备，限于于三线RTD系统。在比例型配备里，流到RTD的励磁电流可通过较低外侧参照电阻器RREF回到到短路。横跨RREF构成的电压电势VREF被获取给ADC的于是以参照插槽和负参照插槽（REFP和REFN）。

　　横跨RTD和RREF电阻器的电压叛是由完全相同的励磁电流产生的（方程式9和方程式10）。因此，励磁电流的变化不会同时体现在RTD差分电压和参照电压上。由于ADC输入代码回应的是输出电压和参照电压之间的关系，故最后切换结果可折算为RTD电阻和RREF电阻的比，并非各不相同参照电压或励磁电流的值（方程式11）。

所以，如果励磁电流极致给定，不影响最后切换结果，那么因励磁电流的大小、温度飘移和噪声而产生的误差就可以避免。此外，比例型配备还有助增大外部噪声的影响，因为这种噪声也不会避免。图4：比例型三线RTD电路　　励磁电流源失配误差　　这两种励磁电流必需彼此大于，以实现理想的传递函数（方程式11）。

励磁电萎缩配会转变理想的系统传递函数，因为它能减少引线电阻抵销的有效性。　　当一种励磁电流被增大或减少的量超过失配规范规定的极限值时，不会对传递函数产生最相当严重的影响。

本文来源：万博手机版max网页版-www.jwjzzs.com