JUMO久茂是工業(yè)傳感器及自動化技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的全球制造商之一。我們創(chuàng)新的產(chǎn)品范圍包括溫度、壓力、流量、液位、濕度的測量與控制、以及水質(zhì)分析測量設(shè)備，我們提供從單個(gè)傳感器到全面的自動化解決方案。久茂擁有超過30年的鉑電阻元件研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)的鉑電阻元件性能優(yōu)越，長期穩(wěn)定性好。

本篇主要基于EN60751標(biāo)準(zhǔn)對鉑電阻元件進(jìn)行基礎(chǔ)介紹。目前在工業(yè)及日常生活環(huán)境測量中，鉑被廣泛得作為一種電阻測量使用。其具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性、易于加工、純度高以及很好的復(fù)現(xiàn)能力。鉑電阻具有普遍的互換性，這是其他溫度傳感器不能相比的。

在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN60751中，對標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的電阻值進(jìn)行了明確的約定，以電阻表的形式表示電阻隨溫度變化的規(guī)律，還包括參考溫度點(diǎn)的標(biāo)稱電阻值以及允許誤差限。標(biāo)準(zhǔn)中還詳細(xì)規(guī)定了溫度范圍是從-200～+850℃。

通過計(jì)算分析，鉑電阻測溫包括-200～0℃和0～+850℃兩部分，分別為：

-200～0℃    

0～+850℃  

各個(gè)系數(shù)分別為： A=3.9083×10-3 ℃-1

                B=-5.775×10-7 ℃-2  

                C=-4.183×10-12 ℃-4  

EN 60751中的標(biāo)稱電阻為pt100，同時(shí)這個(gè)值的倍數(shù)作為標(biāo)稱值也是允許的，如pt200，pt500，pt1000等。標(biāo)稱值為500Ω和1000Ω的電阻的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，也就是說當(dāng)溫度變化時(shí)阻值變化大。舉例：pt100，約為0.4Ω/℃；pt500，約為2Ω/℃；pt1000，約為4Ω/℃。在精密測量中，較小標(biāo)稱值的電阻也會被使用，比如pt10，pt25等等，在精密溫度計(jì)上，它必須滿足ITS 90的要求且應(yīng)用于測量不確定度要求很低的情況下，這樣的溫度計(jì)不適用于工業(yè)應(yīng)用。

標(biāo)準(zhǔn)中還定義了另外一個(gè)參數(shù)，0℃～100℃的平均溫度系數(shù)。這個(gè)參數(shù)描述了基于0℃時(shí)標(biāo)稱電阻值的平均阻值變化。

光譜純的鉑的α值為3.925×10-3Ω/℃，其與EN60751規(guī)定的鉑電阻傳感器的溫度系數(shù)存在偏差，主要是由于鉑電阻中所用的鉑一般會被認(rèn)為地?fù)饺肫渌牧?，這樣做的目的是為了使鉑電阻溫度計(jì)在制造過程中以及高于400℃的使用環(huán)境中盡可能少的被污染，從而保證其長期穩(wěn)定性。

對于工業(yè)應(yīng)用來說，鉑電阻具有足夠的長期穩(wěn)定性。但是，對于穩(wěn)定性達(dá)到0.001℃的精密溫度計(jì)來說，即使非常小的擴(kuò)散效應(yīng)也是非常重要的。由于這個(gè)原因，精密溫度計(jì)所使用的相對較粗的金屬絲的直徑達(dá)到0.25mm。為了減小溫度傳感器的尺寸，測溫范圍600℃以上的精密溫度計(jì)通常采用標(biāo)稱值為25Ω或10Ω的電阻。在傳感器制造過程中，采用常規(guī)工藝可以制造出直徑小于30μm的金屬絲。

如何利用電阻值計(jì)算溫度？

鉑電阻傳感器作為一個(gè)溫度計(jì)使用時(shí)，往往利用其傳感器電阻值確定溫度值。但是上面的公式僅僅體現(xiàn)出電阻隨溫度的變化，而沒有表示出如何從測定的電阻值得到溫度值。當(dāng)溫度≥0℃時(shí)，根據(jù)EN 60751，可以利用如下公式計(jì)算出溫度值：

式中：R——測得的電阻值，Ω；

     t——被計(jì)算的溫度，℃；

R0，A，B——EN 60751中規(guī)定的參數(shù)。

當(dāng)溫度＜0℃的情況，我們?yōu)榱说玫脚c所測得電阻值相對應(yīng)的溫度值，就需要采取一種近似數(shù)值的方法。牛頓近似數(shù)值對于所需的準(zhǔn)確性是足夠的。即以任意溫度t0開始，根據(jù)下列公式反復(fù)計(jì)算迭代值：

當(dāng)連續(xù)的兩個(gè)迭代值的差不超過所需的準(zhǔn)確度時(shí)，迭代計(jì)算就可以終止了。

鉑電阻元件的允差等級及允差值

EN60751中分別對薄膜式鉑電阻元件及繞線式鉑電阻元件劃分四個(gè)精度等級，分別如下：

對于封裝后的成品鉑電阻溫度傳感器，影響其精度的因素有很多，鉑電阻元件本身的精度及穩(wěn)定性是非常重要的，除此之外，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式、焊接工藝、老化工藝等均對成品的精度產(chǎn)生影響。對鉑電阻傳感器的精度，EN60751也給出了四個(gè)精度等級，如下：