（來源：貿(mào)澤電子）

傳感器已成為許多設(shè)備和系統(tǒng)的重要組成部分。在測量物理或環(huán)境條件時(shí)，溫度是用于多種用途的最常測量的參數(shù)之一。測量溫度似乎微不足道。畢竟，我們在查看天氣時(shí)習(xí)慣于使用溫度計(jì)測量氣溫。然而，在設(shè)計(jì)需要溫度測量的電子設(shè)備或系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員有很多選擇。有時(shí)，選擇最佳溫度傳感器可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。幸運(yùn)的是，兩種溫度傳感技術(shù)提供了廣泛用途所需的特性和功能。這兩項(xiàng)技術(shù)是負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻和電阻溫度檢測器（RTD）。在這里，我們將詳細(xì)介紹 NTC 熱敏電阻和 RTD 之間的差異，以及它們?nèi)绾巫钸m合滿足各種設(shè)計(jì)的溫度測量精度要求。

NTC 熱敏電阻

NTC 熱敏電阻是熱敏電阻器，隨著溫度的升高電阻會(huì)降低，從而表現(xiàn)出負(fù)的電阻溫度系數(shù)）。當(dāng)需要在相對較窄的溫度范圍內(nèi)（例如 50°C 的窗口內(nèi)）進(jìn)行精確的溫度測量時(shí)，電阻和溫度之間的這種非線性關(guān)系會(huì)很有用。溫度每變化 1 攝氏度，電阻值幾乎呈指數(shù)變化，因此可以在幾乎沒有誤差的情況下測量溫度。

NTC 由陶瓷金屬氧化物半導(dǎo)體材料制成，這些材料的電阻與溫度特性會(huì)根據(jù)其配方組合中使用的特定材料而變化。它們還可以具有各種形狀和外形，可用于各種應(yīng)用。由于它們是可變電阻的一種，所以它們的信號(hào)是電阻值，是模擬值。NTC 通常用于模擬測量電路中，其中可以通過使用分壓器和運(yùn)算放大器電路將電阻變化線性化。通過查找熱敏電阻發(fā)布的電阻與溫度表中的值或使用近似方程計(jì)算溫度，可將測得的電阻值轉(zhuǎn)換為溫度讀數(shù)。

在確定用于測量精度的最佳 NTC 熱敏電阻類型時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須熟悉可用的熱敏電阻校準(zhǔn)類型。NTC 熱敏電阻可能是點(diǎn)匹配的，它們在單個(gè)溫度（通常為 25°C）或幾個(gè)離散溫度點(diǎn)下使用電阻容差進(jìn)行校準(zhǔn)。25°C 時(shí)電阻容差為 1%、3%、5% 和 10% 的點(diǎn)匹配 NTC 在市場上很常見。或者，NTC 可以互換，它們經(jīng)過校準(zhǔn)以在工作溫度范圍內(nèi)保持溫度精度窗口（例如，±0.1°C）。可互換 NTC 熱敏電阻設(shè)計(jì)用于可以用其他制造商的熱敏電阻替換它們而無需重新校準(zhǔn)測量電路的地方。

電阻溫度檢測器 (RTD)

RTD 是類似于 NTC 熱敏電阻的熱敏電阻。然而，與 NTC 熱敏電阻不同的是，RTD 具有正的電阻溫度系數(shù)——也就是說，它們的電阻會(huì)隨著溫度的升高而升高。RTD 的電阻與溫度關(guān)系在很寬的溫度范圍內(nèi)幾乎是線性的。這種線性響應(yīng)有助于輕松將電阻讀數(shù)轉(zhuǎn)換為溫度值。這一特性還使 RTD 更適合在寬工作溫度范圍內(nèi)（例如 -50°C 至 +500°C 的范圍內(nèi)）進(jìn)行測量的應(yīng)用。

與 NTC 熱敏電阻不同，RTD 由貴金屬制成，這些貴金屬要么形成線繞電阻器，要么使用薄膜工藝沉積在基板上。大多數(shù) RTD 設(shè)備使用鎳或鉑作為傳感元件，因?yàn)檫@些金屬在很寬的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出非常明確的電阻溫度系數(shù)。Littelfuse 傳感器產(chǎn)品組合包含薄膜鉑 RTD，通常也稱為 Pt-RTD、Pt-1000 或其他 Pt-xxxx 值，其中 xxxx 代表標(biāo)稱電阻。

與 NTC 非常相似，RTD 也用于模擬測量電路，以將電阻讀數(shù)轉(zhuǎn)換為溫度讀數(shù)。通常，RTD 與電橋配置中的其他電阻器組合在一起，以提供更準(zhǔn)確的讀數(shù)并最大限度地減少電阻讀數(shù)的誤差。對于包含 RTD 的溫度計(jì)或溫度傳感器組件，通常包括額外的導(dǎo)線以形成 3 線或 4 線配置，從而可以從測量中移除傳感器導(dǎo)線的電阻，從而從測量中獲得更準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)RTD 傳感元件本身。

RTD 具有各種精度等級(jí)，由各種國際標(biāo)準(zhǔn)定義。鉑 RTD 的精度等級(jí)由標(biāo)準(zhǔn) IEC 60751 定義。對于薄膜鉑 RTD，精度等級(jí)定義為 F 0.1、F 0.15、F 0.3 和 F 0.6，其中數(shù)字表示在 ±°C 下的溫度精度0°C。對于這些精度等級(jí)中的每一個(gè)，溫度精度隨著溫度從 0°C 升高或降低而線性擴(kuò)大。每個(gè) RTD 保持其精度的溫度范圍因類別而異，因此了解所需精度所需的溫度范圍非常重要。

概括

盡管它們都提供相同的以電阻讀數(shù)形式測量溫度的基本功能，但 NTC 熱敏電阻和 RTD 是不同的技術(shù)，每一種都有自己的優(yōu)點(diǎn)和特性。在選擇最佳溫度測量技術(shù)時(shí)，必須考慮關(guān)鍵參數(shù)，例如工作溫度范圍、測量所需的精度、進(jìn)行測量的溫度范圍以及其他設(shè)計(jì)因素。NTC 為溫度測量提供了一種經(jīng)濟(jì)的解決方案，但在極端溫度下運(yùn)行時(shí)可能會(huì)缺乏準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。另一方面，RTD 提供出色的精度和穩(wěn)定性，但成本較高。最后，在選擇最佳解決方案時(shí)必須考慮功能和預(yù)算之間的平衡。Littelfuse 提供范圍廣泛的熱敏電阻、電阻溫度檢測器 (RTD)、數(shù)字溫度指示器以及用于溫度傳感應(yīng)用的探頭和組件。不僅僅是傳感元件，Littelfuse還提供各種定制傳感器解決方案。

審核編輯：湯梓紅