由于经常要为机器制造业选取合适的测温元件,我准备在本文中介绍几种最为常用的测温元件Pt100,Pt1000和NTC之间的差异。并且作为对比,我将在文末介绍到较少使用的测温元件Ni1000和KTY测温元件。

Pt100/Pt1000铂热电阻还是NTC热敏电阻?

Pt100/Pt1000(正温度系数)/NTC(负温度系数)电阻式温度计被广泛应用于工业领域的中低温区测量。过程控制行业几乎全部采用Pt100/Pt1000铂热电阻作为测温元件,然而NTC热敏电阻,基于价格优势,通常被用于机器制造行业。但由于采用薄膜技术制造,测温元件Pt100和Pt1000的铂含量可降至最低,因此与NTC热敏电阻的价格差异大大减小,对于中等批量的测温元件的订购,则可以考虑用Pt100或Pt1000来代替NTC。更为重要的是,铂热电阻相较于负温度系数热敏电阻而言具有很多显著优点。  

不同测温元件的利弊

Pt100/Pt1000铂热电阻符合国际标准(IEC 751 / DIN EN 60 751)。相较之下,由于材料及生产标准等因素,NTC的半导体元件无法实现标准化制造,因此其互换性较差。铂热电阻的优势还包括:长期稳定性和更好的温度循环性能,更广的测温范围以及高测量精度和线性度。NTC热敏电阻也可以实现高测量精度和线性度,但仅限于非常有限的温度范围内。采用薄膜技术制造的Pt100/Pt1000铂热电阻适用温度高达500°C,而标准的NTC热敏电阻适用温度最高达150℃。

引线的影响

引线的电阻会影响二线制温度传感器的测量值,这一点必须予以考虑。对于横截面积为0.22 mm2的铜电缆,其阻值对pt100铂热电阻测温精度影响的参考值为:0.162Ω/ m→0.42°C / m。而对Pt1000铂热电阻测温精度的影响(0.162Ω/ m→0.04°C / m)则要小10倍。与基极电阻R25相比,引线电阻对NTC热敏电阻的影响要小得多,但根据NTC热敏电阻温度特性曲线,在较高温度下,这种影响会以不成比例的方式增加。

总结

在大批量订购的情况下,基于成本考量,使用NTC热敏电阻仍是可取的。而对于中小批量,建议选择铂热电阻,采用薄膜技术制造的Pt1000铂热电阻则是最好的选择,它既不会带来太多的成本增加,却能大幅度的提高产品测量精度和其他性能。下表概述了不同测温元件的利弊:

 不同测温元件的利弊NTCPt100  PT1000 Ni1000KTY 
 测温范围 –+++++ –
 测量精度 –+++++– 
 线性度– ++ ++ ++ 
 长期稳定性++ ++ ++ 
 国际标准符合性– ++ ++ – 
 温度敏感性 (dR/dT)++ – 
引线对测量影响的大小++ – 

 


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Kennlinien verschiedener Messelemente

 

 



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