采用“數(shù)采設備+模擬輸入模塊”組合的方式來進行測試溫度變化，此方法需要選擇兩種不同的溫度傳感器一一熱電偶與熱電阻(RTD)一一其使用的是兩種不同的測試原理。

   數(shù)據(jù)采集器溫度測量的原理辨析

1、熱電阻（RTD）

   熱電阻其功能原理是通過金屬電阻和溫度成比例增加特性的溫度傳感器。鉑電阻傳感器因為自身的高精度測溫性能，進而普遍的應用于常規(guī)范圍的溫度測量，如下圖1是被測對象溫度與熱電阻阻值關系圖：溫度的升高與電阻的增加成正比。

【圖1】

    根據(jù)上圖可以知道，既然被測對象溫度能夠通過電阻值反映出來，之后我們便可利用電阻值來測量溫度的變化——在熱電阻上加一個電流，進行讀取熱電阻電壓，經(jīng)過熱電阻電壓值的變化可得知被測對象溫度。原理圖如下所示：

    熱電阻類型可劃分為兩種，分別是三線和四線，這兩種方法存在著不同的優(yōu)缺點。區(qū)別如下：

    三線熱電阻，由于三根導線的電阻存在差異，進而影響到測量精度，因此要求三根導線電阻一致。四線熱電阻雖然不會遭受導線電阻的影響，可是對導線電阻值卻存在限制，并且成本高。

    進行三線與四線熱電阻選擇時，首先有成本上的顧慮，那么可以選擇三線型，反之對精度要求高且沒有成本上的顧慮可選四線型。

2、熱電偶

    熱電偶的工作原理則是將兩種材料不同的導線金屬A和B焊接起來，形成一個閉合回路，在被測對象溫度與輸入端子溫度存在溫差時便會產(chǎn)生電壓（即熱電勢）。該熱電勢參考端補償回路測出來的輸入端溫度將被轉換為被測對象的溫度，雖然測重原理比較簡單，可因為熱電勢是微電壓，再者又考慮到參考端補償電路的測量誤差，所以一般熱電偶的測重精度要比熱電阻低。

【圖4】

    不同傳感器的測溫差異

    上述文中介紹了傳感器的測量原理，接下來就詳細了解一下熱電偶與熱電阻的測溫差異。我們在測量溫度時，不僅要考慮到儀器的測量精度，還要考慮傳感器誤差。

1傳感器

     傳感器類型與公差：傳感器公差與溫度系數(shù)的組合定義了溫度傳感器的溫度特性，元件公差越大，傳感器與廣義曲線偏差便會越大，傳感器變化也隨之越大。

【圖5】

   上圖中是鉑電阻溫度計（A級）與熱電偶K、T（1級）的公差。

【圖6】

    圖6是鉑電阻溫度計（B級）與熱電偶K、T（2、3）的公差。

   從上圖中能夠看到不同級別或是相同級別的熱電偶和熱電阻之間公差皆不同，通常鉑電阻公差越小，測量精度將會越高。

2測溫范圍

    不同實驗測試的溫度范圍是不同的，因此測試的溫度范圍也將限制熱傳感器的選擇。

    熱電阻屬于低溫高精度傳感器，例如較為常用的PT100——陶瓷鉑熱電阻——測量的溫度范圍則是廣的，測溫范圍在-200～800℃之間；但云母鉑熱電阻由于云母的特性，測溫范圍是-200～420℃；薄膜鉑熱電阻由于其封裝與制造特性，測溫范圍在-50～500℃之間。

    熱電偶測溫范圍通常大于熱電阻，如常用的K、J型測溫范圍是-200~1200℃；T型熱電偶測溫范圍-200~350℃；N型熱電偶測溫范圍-200~1300℃。熱電偶種類非常多，橫河數(shù)采兼容市場中大部分的熱電偶類型。

3抗干擾能力

    在我們測量環(huán)境溫度(大約23℃)時，對T型熱電偶和pt100相同的干擾噪聲產(chǎn)生的影響進行對比，結果如下所示：

【圖7】

    如上圖所示，加入一個相同的40uV電壓噪聲，T型熱電偶由于噪聲產(chǎn)生的溫度大概為1℃，但相同的噪聲在pt100上產(chǎn)生的溫度卻為0.1℃。

    因此我們在選擇傳感器類型時要對測試的精度要求、測試的溫度范圍、測試環(huán)境噪聲等情況來進行綜合選擇。

 小總結：

   經(jīng)過上述可知熱電阻精度高，抗干擾能力強，但缺點是測試溫度范圍小，相對來說成本高。熱電偶測試溫度范圍廣，成本低，但是對于精度上的要求卻不如熱電阻。大家可根據(jù)這些原理來挑選滿意的儀器，還有其他的問題的可在后臺留言進行討論！