電阻溫度系數(shù)定義為RTD在100°C下的電阻減去0°C時(shí)的電阻除以100.然后將結(jié)果除以0°C時(shí)的電阻。電阻溫度系數(shù)是從0°C到100°C的平均電阻變化，從0°C到100°C的每個(gè)度數(shù)的實(shí)際變化非常接近但與之不同。

對于給定的溫度變化，銅具有最大的線性電阻變化。銅的低電阻使得難以測量溫度的微小變化。鎳在溫度變化時(shí)的電阻變化很大。鎳不是一種非常穩(wěn)定的材料; 它的阻力因批次而異。雖然鎳比鉑便宜得多，但穩(wěn)定鎳所需的額外工藝使得鎳傳感器比鉑更昂貴。

鉑金已成為精密測溫的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。它具有相當(dāng)高的電阻，具有良好的溫度系數(shù)，不會(huì)與空氣中的大多數(shù)污染氣體發(fā)生反應(yīng)，并且在批次之間非常穩(wěn)定。

 

1871年，Werner von Siemens發(fā)明了鉑電阻溫度檢測器，并提出了三項(xiàng)插值公式。由于溫度讀數(shù)不穩(wěn)定，西門子的RTD迅速失寵。
 

1968年，國際電工委員會(huì)認(rèn)識到Callendar-Van Dusen方程的缺點(diǎn)，定義了100歐姆鉑RTD的電阻與溫度曲線的20項(xiàng)多項(xiàng)式方程（對于1,000歐姆RTD，只需乘以10）。在Callendar和Van Dusen的一天，一個(gè)20項(xiàng)多項(xiàng)式需要幾天才能解決每個(gè)溫度點(diǎn)。數(shù)字計(jì)算機(jī)的到來使得解決這樣一個(gè)方程變得微不足道。

IEC 751是國際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，它定義了100？，0.00385？/？/°C鉑RTD的溫度與電阻的關(guān)系。1,000？，0.00385？/？/°C鉑RTD定義為IEC 751規(guī)格的十倍。IEC 751定義了兩類RTD; A類和B類.A類RTD的工作溫度范圍為-200°C至650°C。B類RTD的工作溫度范圍為-200°C至850°C。B類RTD的A類RTD的不確定性大約是其兩倍。見圖1。

 

A類和B類RTD的不確定性方程是; 

允許的不確定度 - A°C =±（0.15 + 0.002T）

允許的不確定度 - B°C =±（0.3 + 0.005T）

其中T =所需溫度，單位為攝氏度。

 

RTD傳遞函數(shù)可以在圖1的限制線之間的任何地方變化.RTD的傳遞函數(shù)不是完全線性的。仔細(xì)檢查電阻與溫度的關(guān)系表顯示，每100°C，溫度約為0.45°C。圖2顯示了1K？0.00385 RTD電阻與溫度曲線的藍(lán)線，紅線表示理想的直線響應(yīng)。

 

圖1：RTD不確定性


圖2：顯示RTD電阻“弓形”的RTD傳遞函數(shù)

什么是熱敏電阻如何定義以及它的理想精度是多少？

熱敏電阻是一種隨溫度變化其電阻的電氣設(shè)備（熱敏電阻是熱敏電阻的短路）。電阻隨溫度的變化遵循經(jīng)典的對數(shù)曲線（見圖3）。

熱敏電阻由粉末金屬氧化物的混合物制成; 食譜是各種熱敏電阻制造商密切關(guān)注的秘密。粉末狀金屬氧化物充分混合并形成熱敏電阻制造過程所需的形狀。加熱形成的金屬氧化物直至金屬氧化物熔化并變成陶瓷。大多數(shù)熱敏電阻由切成單個(gè)傳感器的薄陶瓷片制成。通過在其上放置引線并浸入環(huán)氧樹脂或封裝在玻璃中來完成熱敏電阻。

 

在過去的80年里，熱敏電阻已經(jīng)走過了漫長的道路。根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的研究人員的說法，玻璃封裝的熱敏電阻比RTD更穩(wěn)定。無論是玻璃還是環(huán)氧樹脂涂層的熱敏電阻都可以在很大的溫度范圍內(nèi)保持±0.2°C。超精密（XP）熱敏電阻保持±0.1°C。

到20世紀(jì)60年代，熱敏電阻是主流傳感器。伍茲霍爾海洋研究所的兩位研究人員斯坦哈特??和哈特發(fā)表了一篇論文，定義了熱敏電阻的溫度與電阻公式。Steinhart-Hart方程已成為熱敏電阻的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公式。

 

經(jīng)典的Steinhart和Hart方程具有以下形式：

1 / T = A0 + A1（lnR）+ A3（lnR）3 

其中：T =開爾文的溫度（開爾文=攝氏+ 273.15）

A0，A1，A3 =源自熱敏電阻的常數(shù)測量

R =熱敏電阻的電阻，單位為歐姆

ln =自然對數(shù)（記錄到Napierian基地2.718281828 ...）
 

在實(shí)踐中，在三個(gè)限定的溫度下進(jìn)行三次熱敏電阻器電阻測量。這些溫度通常是兩個(gè)端點(diǎn)和感興趣的溫度范圍的中心點(diǎn)。該等式直接擊中這三個(gè)點(diǎn)，并且在該范圍內(nèi)具有小的誤差。BAPI可以在0°C至70°C的溫度范圍內(nèi)提供Steinhart-Hart系數(shù)，其不確定度為0.01°C或更低。

熱敏電阻沒有行業(yè)或政府標(biāo)準(zhǔn)。在HVAC / R世界中，10K熱敏電阻至少有5種不同的溫度與電阻曲線。所有熱敏電阻在77°F或25°C時(shí)都具有10,000歐姆的電阻，但是當(dāng)您遠(yuǎn)離77°F時(shí)，它們的變化很大。BAPI的10K-2和10K-3熱敏電阻在77°F時(shí)具有10,000歐姆的電阻。在32°F（0°C）時(shí)，10K-2熱敏電阻具有32,650歐姆的電阻和10K-3 29,490歐姆。如果用10K-3熱敏電阻代替10K-2，則在32°F時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生6°F的測量誤差。

熱敏電阻的溫度變化非常大。區(qū)分一個(gè)程度和另一個(gè)程度相對容易。這種大的電阻變化將可以解決的溫度范圍限制為RTD可以解決的溫度范圍的一小部分。

 

RTD和熱敏電阻的精度和溫度范圍如何比較？

在熱敏電阻工作溫度范圍內(nèi)，熱敏電阻通常比B類RTD更精確，類似于A類RTD。