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        關于100歐姆和1K歐姆熱電阻比較應用說明

        發布時間:2019-08-06 09:10:14來源:


               電阻溫度檢測器(熱電阻)是用于測量現代加熱,通風,空調和制冷(HVAC / R)系統中的溫度的裝置。本應用筆記將100歐姆和1K歐姆熱電阻,鉑熱電阻到1K鉑熱電阻并將解釋為什么1K優于100?用于測量現代HVAC / R系統中的溫度。
        具體來說,本文將描述如何:
               -隨溫度變化的電阻變化越大,允許1K熱電阻以更高的分辨率測量溫度的微小變化; 
               -溫度變化時電阻變化越大,允許1K熱電阻具有更長的傳感器引線; 
               -溫度變化時電阻變化越大,允許1K熱電阻具有較少的電噪聲放大。
        熱電阻背景
               隨著溫度的升高,金屬的電阻增加,熱電阻是利用這種電阻變化的金屬溫度傳感器。熱電阻可以由許多不同的金屬制成,以測量溫度(見表1)。電阻溫度系數定義為熱電阻在100°C時的電阻減去0°C時的電阻除以100,然后除以熱電阻在0°C時的電阻。這轉化為每°C的平均電阻變化,從0到100°C。
               對于給定的溫度變化,銅具有最大的線性電阻變化。然而,銅的低電阻使得難以測量溫度的微小變化。鎳在溫度變化時的電阻變化很大,但鎳不是一種非常穩定的材料,其電阻在不同批次之間變化很大。雖然鎳比鉑便宜得多,但穩定鎳電阻所需的附加工藝使得鎳熱電阻傳感器比鉑更昂貴。鉑金已成為精密測溫的事實標準。它具有相當高的電阻,具有良好的溫度系數,不會與空氣中的大多數污染氣體發生反應,并且在批次之間非常穩定。
               自20世紀20年代以來,鉑 熱電阻已經商業化。早期的熱電阻是通過在基板周圍纏繞細長的鉑絲制造的。用于熱電阻的鉑絲非常薄且易碎,使得纏繞的熱電阻難以生產。熱電阻最初被提議作為鉑金線的成本,傳感器元件主體的尺寸和足夠高的電阻之間的折衷,以進行可用的測量。0至100℃的平均電阻變化為0.385Ω/℃。
        自20世紀60年代以來,鉑 熱電阻已經商業化。大多數1K熱電阻由沉積在陶瓷基板上的薄鉑膜制成。將鉑膜圖案化為細長線。0至100℃的平均電阻變化為3.85Ω/℃。
        熱電阻電阻變化和溫度測量分辨率
               因為1K熱電阻的電阻變化為3.85,每°C是100的十倍,熱電阻變化0.385每°C,測量溫度的微小變化要容易得多。許多HVAC系統設計用于將空間溫度保持在1°F以內。為了實現這種性能,HVAC控制器必須能夠解決低至0.1°F的溫度變化。1K變化0.1°F?熱電阻與100°的1°F變化電阻變化相同熱電阻。大多數現代DDC控制器的通用輸入僅為1K,熱電阻可獲得更好的分辨率。
        傳感器引線長度及其對熱電阻精度的影響
               溫度變化時電阻變化越大,允許1K熱電阻具有更長的傳感器引線。變送器或通用輸入將連接到其輸入的總電阻轉換為溫度值。該總電阻包括熱電阻的電阻加上連接熱電阻和發送器或通用輸入的引線電阻。表2提供了各種尺寸的退火銅線在70°F(21.1°C)下的電阻以及該引線在100°時每英尺的溫度偏移誤差和一個1K熱電阻。如果15英尺的電線將熱電阻連接到變送器,則總電線長度為30英尺 - 15英尺外,15英尺后。表3顯示了15英尺的引線在100英尺時會產生的實際溫度誤差和1K熱電阻。
               表3中的數字基于70°F(21.1°C)的溫度; 但是,銅線的電阻隨溫度而變化。許多設備室沒有經過調節,因此它們的溫度通常高達104°F。表4顯示了傳感器引線從70°F變為104°F時的額外溫度偏移誤差。實際上,表4中顯示的錯誤將被添加到表3中所示的錯誤中。雖然通過購買匹配的熱電阻 /發送器對可以在很大程度上消除表3的錯誤,但表4中的錯誤卻不能。
               大多數HVAC / R應用可以承受0.25°F的偏移誤差。使用100時要保持在這個范圍內熱電阻,傳感器引線需要18英寸或更短。使用1K時要保持在這個范圍內?熱電阻,傳感器引線長達15英尺。
        天線效應和噪聲放大
               在現代建筑中,瞬態和輻射電噪聲信號比比皆是,并像無線電波一樣在空中傳播。熱電阻可以制作出很棒的天線并吸收一些噪音。廣播工程師知道天線接收信號的最佳電阻是377。100熱電阻的阻力比1K的阻力更接近377熱電阻。通過空氣傳播的電噪聲到100熱電阻比1K熱電阻將以更高的信號電平耦合。
               除了拾取更多的噪聲信號,100熱電阻的電阻變化是1K電阻熱電阻變化的1/10。因此,在具有100Ω的電路中,熱電阻電阻和噪聲信號被放大十倍以上。熱電阻比在1K的電路中熱電阻。這意味著100熱電阻具有較大的感應噪聲信號和較大的感應噪聲放大的雙重缺點,在溫度測量中產生較大的偏移誤差。
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