RTD温度传感器在选型和应用时的注意事项
rtd（电阻温度探测器）是一种传感器，其阻值会随着温度的升高而变大，随着温度的降低而减小。rtd器件以其精确性和可重复性而著称，且拥有-200°c至850°c非常宽的工作温度范围，因此在工业自动化、仪器仪表、煤层气和医疗设备等多种不同的终端应用中起着重要作用。
热敏电阻（ntc/ptc）与rtd相似，阻值随着温度变化而变化。热敏电阻通常由聚合物或陶瓷材料制成。而rtd往往用纯金属制成。大多数情况下，热敏电阻比rtd便宜，但精度也较差。有关两者的更多技术信息，可以参看：四类常见温度传感器的选型。
那么，rtd温度传感器在选型和应用时，有哪些注意事项呢？本文将做一个归纳。
材料
不是所有的金属都适合做成rtd，符合这一特性的材料需要满足如下几个要求：
1. 该金属的阻值与温度呈线性关系；
2. 该金属对温度的变化比较敏感，即单位温度变化引起的阻值变化（温度系数）比较大；
3. 该金属能够抵抗温度变化造成的疲劳，具有好的耐久性；
满足这些要求的金属材料不多，常见的rtd材料有：铂（pt）、镍（ni）和铜（cu）等。
阻值与温度的关系
一般来说，rtd阻值与温度成线性关系。这里需要关注两个参数：0℃时电阻以及温度系数α。
0℃时电阻
0℃时电阻，即0℃时rtd对应的阻值。结合材料与0℃时电阻，可分为pt100、pt200、pt500和pt1000等。比如：pt100，表示该传感器在0℃下的电阻值为100ω；而pt1000，则表示该传感器在0℃下的电阻值为1000ω。
不同类型rtd对应温度范围，如下表所示：
（数据来源：adi）
对于rtd阻值的测量，通常的做法是，给于rtd一个恒定的电流源，然后使用adc来检测两端电压，从而得出该rtd阻值。也就是说，相同电流作用下，比起使用pt100，使用pt1000灵敏度将可以提高十倍，但同时adc检测到的电压也会提高10倍。具体怎么选，我们还需要结合adc等其他器件综合考量。
温度系数α
rtd热电阻在不同温度下的阻值可以用公式：r= r0 （1+at）来近似计算。其中：
1）r0表示rtd在0℃下的电阻值；
2）a称为温度系数，表示单位温度下电阻的变化值；
3）t表示测量温度，单位为℃；
温度系数越大，代表传感器对温度越敏感。
对于pt材料的rtd， 要达到更精确的电阻温度拟合，可以参考dinen 60751公式：
工作温度范围与精度
一般原厂产品出厂，都会有校准温度（通常是0℃），随着温度的变化，离校准温度越远，公差变化越大。而精度是在某一温度范围内可以达到。我们在设计时，需要把这点考虑进去。 我们以te nb-ptco-011为例来说明：数据手册中给出，0.15%是在温度范围-30℃到300℃内实现的。
rtd接线配置
市场上有三种不同的rtd布线配置（二线制，三线制，四线制）。
对于三线制和四线制，可以有效消除引线上电阻对于测量的影响。其原理是把测量回路和供电回路分开，测量回路中引线电流的小到忽略不计，从而有效消除引线上电阻对于测量的影响。
更多内容，请看下面帖子：阻值太低，无法测量？来试试开尔文测试吧。
rtd应用实例：比率测量
对于rtd， 比率配置是一种合适且经济高效的解决方案。我们使用四线制rtd作为一个例子进行说明。
下图红色箭头方向是激励源的电流路径，分别流经传感器电阻和一个精密的参考电阻。然后分别测量传感器电阻和参考电阻两端的电压。这么做的好处是，激励源不需要很精确，给予传感器电阻和参考电阻一个相同的电流，然后比较这两电阻的电压值。
直接选用支持比率测量的adc，比如adi ad7124，是一个σ-δ adc （sigma-delta），带有可编程增益放大器、激励源，可以大大简化rtd设计。
使用σ-δ adc的另一个好处是，由于σ-δ adc对模拟输入进行过采样，使得滤波器的设计大大简化，只需简单的单极rc滤波器即可。
国家电网也可能产生50hz/60hz及其倍数频率的噪声干扰。一些adc会自带滤波器，比如adi ad7124自带滤波器选项，可以针对50 hz/60 hz频率滤波，但该滤波会对adc输出数据速度产生影响。
rtd的快速选型
通过digi-key网站中的产品参数筛选功能，可以快速搜索到我们设计所需的rtd及其相关产品。
digi-key电阻温度检测器rtd
digi-key提供了丰富的产品参数选项， 包括rtd的0℃时电阻、材料、温度系数、工作温度、精度等。
digi-key温度传感器专用adc
更多温度传感器相关的adc的选择，可以在digi-key网站中【数据采集- 模数转换器（adc）】页面下的特性栏中选择“温度传感器特性”。
adi rtd开发板
eval-ad7124-4sdzeval-ad7124-8sdz
使用ic： ad7124-4
24 位
采样率19.2k
使用ic： ad7124-8
24 位
采样率19.2k
这两块开发板支持连接母板eval-sdp-cb1z，再通过usb连接到pc电脑，然后就可在pc电脑上进行控制以及数据分析。使用开发板可以让开发者更快上手，从而缩短研发时间。
本文小结
一个好的rtd温度传感器应用设计，往往需要整体考虑。不仅要留意rtd本身的材料、温度范围、精度等参数，还要根据测量方法，将周边器件（比如adc）、接线配置等要素放在一起考虑。digi-key网站的参数筛选功能，可以帮助大家节省选型时间，事半功倍。
采用网络接口芯片和CAN控制器实现以太网数据转换器的设计
Exar选择微捷码Titan ADX来加速模拟设计
IEEE添助力 PMA壮大无线充电生态系统
Redmi K40现身GeekBench跑分网站
通过网络同步视频，误差只在10个像素之内？
RTD温度传感器在选型和应用时的注意事项
利用AD8210和外部器件进行高端电流检测
小米计划明年智能手机出货量2.4亿部
终于等到你！10.5寸iPad Pro现身 或将WWDC大会发布！
华硕服务器支持NVIDIA Tesla GPU AI人工智能解决方案
云里物里：新品智能锁蓝牙模块MS48SF1C
常锋D410全新的CAPTAIN飞控和雷达系统保证了飞行的可靠性
林芩论币：币圈能赚钱的几种方式，你属于那一种？
高通835与821的巅峰对决,小米6与一加3T性能大比拼
绝对式光电轴角编码器CAN总线接口
深圳力士乐比例溢流阀有什么性能要求？
大数据杀熟什么意思 大数据杀熟的危害
看智微智能互动录播系统如何建设“三个课堂”
下一场反垄断之战：将围绕着数字钱包苹果支付（Apple Pay）展开
科创板为什么如此受到AI创企的青睐?
热敏电阻（ntc/ptc）与rtd相似，阻值随着温度变化而变化。热敏电阻通常由聚合物或陶瓷材料制成。而rtd往往用纯金属制成。大多数情况下，热敏电阻比rtd便宜，但精度也较差。有关两者的更多技术信息，可以参看：四类常见温度传感器的选型。
那么，rtd温度传感器在选型和应用时，有哪些注意事项呢？本文将做一个归纳。
材料
不是所有的金属都适合做成rtd，符合这一特性的材料需要满足如下几个要求：
1. 该金属的阻值与温度呈线性关系；
2. 该金属对温度的变化比较敏感，即单位温度变化引起的阻值变化（温度系数）比较大；
3. 该金属能够抵抗温度变化造成的疲劳，具有好的耐久性；
满足这些要求的金属材料不多，常见的rtd材料有：铂（pt）、镍（ni）和铜（cu）等。
阻值与温度的关系
一般来说，rtd阻值与温度成线性关系。这里需要关注两个参数：0℃时电阻以及温度系数α。
0℃时电阻
0℃时电阻，即0℃时rtd对应的阻值。结合材料与0℃时电阻，可分为pt100、pt200、pt500和pt1000等。比如：pt100，表示该传感器在0℃下的电阻值为100ω；而pt1000，则表示该传感器在0℃下的电阻值为1000ω。
不同类型rtd对应温度范围，如下表所示：
（数据来源：adi）
对于rtd阻值的测量，通常的做法是，给于rtd一个恒定的电流源，然后使用adc来检测两端电压，从而得出该rtd阻值。也就是说，相同电流作用下，比起使用pt100，使用pt1000灵敏度将可以提高十倍，但同时adc检测到的电压也会提高10倍。具体怎么选，我们还需要结合adc等其他器件综合考量。
温度系数α
rtd热电阻在不同温度下的阻值可以用公式：r= r0 （1+at）来近似计算。其中：
1）r0表示rtd在0℃下的电阻值；
2）a称为温度系数，表示单位温度下电阻的变化值；
3）t表示测量温度，单位为℃；
温度系数越大，代表传感器对温度越敏感。
对于pt材料的rtd， 要达到更精确的电阻温度拟合，可以参考dinen 60751公式：
工作温度范围与精度
一般原厂产品出厂，都会有校准温度（通常是0℃），随着温度的变化，离校准温度越远，公差变化越大。而精度是在某一温度范围内可以达到。我们在设计时，需要把这点考虑进去。 我们以te nb-ptco-011为例来说明：数据手册中给出，0.15%是在温度范围-30℃到300℃内实现的。
rtd接线配置
市场上有三种不同的rtd布线配置（二线制，三线制，四线制）。
对于三线制和四线制，可以有效消除引线上电阻对于测量的影响。其原理是把测量回路和供电回路分开，测量回路中引线电流的小到忽略不计，从而有效消除引线上电阻对于测量的影响。
更多内容，请看下面帖子：阻值太低，无法测量？来试试开尔文测试吧。
rtd应用实例：比率测量
对于rtd， 比率配置是一种合适且经济高效的解决方案。我们使用四线制rtd作为一个例子进行说明。
下图红色箭头方向是激励源的电流路径，分别流经传感器电阻和一个精密的参考电阻。然后分别测量传感器电阻和参考电阻两端的电压。这么做的好处是，激励源不需要很精确，给予传感器电阻和参考电阻一个相同的电流，然后比较这两电阻的电压值。
直接选用支持比率测量的adc，比如adi ad7124，是一个σ-δ adc （sigma-delta），带有可编程增益放大器、激励源，可以大大简化rtd设计。
使用σ-δ adc的另一个好处是，由于σ-δ adc对模拟输入进行过采样，使得滤波器的设计大大简化，只需简单的单极rc滤波器即可。
国家电网也可能产生50hz/60hz及其倍数频率的噪声干扰。一些adc会自带滤波器，比如adi ad7124自带滤波器选项，可以针对50 hz/60 hz频率滤波，但该滤波会对adc输出数据速度产生影响。
rtd的快速选型
通过digi-key网站中的产品参数筛选功能，可以快速搜索到我们设计所需的rtd及其相关产品。
digi-key电阻温度检测器rtd
digi-key提供了丰富的产品参数选项， 包括rtd的0℃时电阻、材料、温度系数、工作温度、精度等。
digi-key温度传感器专用adc
更多温度传感器相关的adc的选择，可以在digi-key网站中【数据采集- 模数转换器（adc）】页面下的特性栏中选择“温度传感器特性”。
adi rtd开发板
eval-ad7124-4sdzeval-ad7124-8sdz
使用ic： ad7124-4
24 位
采样率19.2k
使用ic： ad7124-8
24 位
采样率19.2k
这两块开发板支持连接母板eval-sdp-cb1z，再通过usb连接到pc电脑，然后就可在pc电脑上进行控制以及数据分析。使用开发板可以让开发者更快上手，从而缩短研发时间。
本文小结
一个好的rtd温度传感器应用设计，往往需要整体考虑。不仅要留意rtd本身的材料、温度范围、精度等参数，还要根据测量方法，将周边器件（比如adc）、接线配置等要素放在一起考虑。digi-key网站的参数筛选功能，可以帮助大家节省选型时间，事半功倍。
采用网络接口芯片和CAN控制器实现以太网数据转换器的设计
Exar选择微捷码Titan ADX来加速模拟设计
IEEE添助力 PMA壮大无线充电生态系统
Redmi K40现身GeekBench跑分网站
通过网络同步视频，误差只在10个像素之内？
RTD温度传感器在选型和应用时的注意事项
利用AD8210和外部器件进行高端电流检测
小米计划明年智能手机出货量2.4亿部
终于等到你！10.5寸iPad Pro现身 或将WWDC大会发布！
华硕服务器支持NVIDIA Tesla GPU AI人工智能解决方案
云里物里：新品智能锁蓝牙模块MS48SF1C
常锋D410全新的CAPTAIN飞控和雷达系统保证了飞行的可靠性
林芩论币：币圈能赚钱的几种方式，你属于那一种？
高通835与821的巅峰对决,小米6与一加3T性能大比拼
绝对式光电轴角编码器CAN总线接口
深圳力士乐比例溢流阀有什么性能要求？
大数据杀熟什么意思 大数据杀熟的危害
看智微智能互动录播系统如何建设“三个课堂”
下一场反垄断之战：将围绕着数字钱包苹果支付（Apple Pay）展开
科创板为什么如此受到AI创企的青睐?