关键词：RTD、温度测量、电阻温度系数（TCR）、Pt100

导读

RTD (Resistance Temperature Detector 电阻温度检测器), 俗称“热电阻” 是基于特定金属导体的电阻值会随温度变化的特性用来进行温度测量，只要测量出特定金属导体的阻值，就可以推算出温度。由于 RTD电阻与周围温度之间的关系是高度可预测的，可以进行非常精确和一致的温度测量，所以广泛应用于实验室和工业测温。

电阻温度系数

电阻温度系数TCR (Temperature Coefficient of Resistance) 是指电阻材料在0℃到100℃内每单位温度变化下的平均电阻变化量，即：

其中R₁₀₀为100℃时的电阻值，R₀为0℃时的电阻值，α为电阻温度系数【1】。

不同材料、不同纯度的电阻材料具有不同的电阻温度系数。以使用广泛的RTD Pt100为例，其命名中的“Pt”（Platinum)是指材料为铂金，“100”是指在0℃时电阻值为100Ω。在欧洲标准DIN/IEC 60571（该标准被认为是铂金RT的全球标准）中，要求Pt100的电阻温度系数α为0.00385Ω/(Ω∙℃ ) 【1】【2】。

RTD的常见电阻材料

大部分金属导体都具有电阻值随温度变化的特性，但并不是都能用作RTD的电阻材料。RTD一般要求电阻在最大温度范围类具有稳定的TCR。目前常见的RTD材料包括铂金Pt(Platinum)、铜Cu(copper)和镍Ni(Nickel)，他们的温度-电阻曲线如图 1 所示：

铂金电阻的精度高，稳定性好，在较大温度范围内都有比较好的温度-电阻关系线性度；铜电阻具有非常线性的温度-电阻关系，但是铜在超过150°C下使用时容易被氧化；镍电阻的温度范围有限，因为温度超过300°C时，温度-电阻关系会变得显著非线性【4】。铂金RTD的应用最为广泛。

温度值和电阻值的换算关系

对于符合DIN/IEC 60571定义的Pt100，有公式【1】如下：

其中：

实际应用中，经常使用以上公式导出的“Pt100温度-电阻分度表”来查询已知电阻值所对应的温度值，或者通过在软件中通过代入公式进行计算。

参考

1. DIN/IEC 60751: Industrial platinum resistance thermometers and platinum temperature sensors

2. Omega Document

3. 图片来自于

4. Wikipedia

5. 简仪6301使用手册