電阻溫度偵測器 (RTD)

電阻溫度偵測器感測器 (RTD) 的電阻值會隨著溫度成比例改變，藉此測量溫度。RTD 的設計包括基本溫度元件以及完全封裝的組件。這些 RTD 探針由 RTD 感測器元件、護套或外罩、環氧樹脂或填充物、延伸引線組成，有時還會加上連接器或端子。依據客戶對材料的相容性、準確度、測量範圍等，提供各種感測器材料。具有標準封裝和客製化設計，能夠靈活地為各種應用設計最合適的 RTD。

儘管 NTC 熱敏電阻也是一種電阻元件，但 RTD 專指正溫度係數金屬電阻偵測器。一般而言，RTD 採用鉑、鎳、銅等卑金屬製造，這些材料具有非常線性且可重複的正溫度係數。其典型工作溫度範圍為 -50°C 至 +600°C，但特殊設計允許在 -200°C 至 +1000°C 範圍內使用。

TE Connectivity 生產 RTD 探針和組件，以及 RTD 感測器元件，包括鉑薄膜和玻璃繞線元件。鉑 (Pt) 是 RTD 中最常用的材料，因為在最寬廣的溫度範圍內具有最穩定的電阻-溫度關係。為了達到製造商之間的產品互通，以促進全球工業的發展，多數國家都採用國際標準，其中包括 DIN EN 60751，為幾個容差等級定義溫度準確度和電阻／溫度特性曲線。

TE Connectivity 的 RTD 鉑薄膜元件具有高精密度和穩定性，提供多種標準尺寸和準確度等級，並有 Pt100 和 Pt1000 兩種基準電阻值可供選擇，以滿足業界對高準確度、穩定、可靠的鉑感測器元件不斷成長的需求。

RTD 感測器的應用非常廣泛，包括醫療、航太、汽車、儀表、家電、馬達控制、暖通空調與製冷 (HVACR)。這些溫度感測器可在電路板級組件上作業，也可在惡劣和危險的環境中運作，並已取得各機構的認可。鉑感測器組件的一項應用實例為測量廢氣溫度 (EGT)。EGT 感測器測量引擎廢氣的溫度，以防止損壞關鍵組件，如後處理系統、渦輪機、汽缸蓋排氣閥等。EGT 有助於最佳化引擎效能，並節省燃油和維護成本。

圖 1：TE Connectivity 的各種RTD。(圖片來源：TE Connectivity)

瞭解熱電阻：精密溫度感測

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什麼是 RTD？優勢為何？

RTD 是一種感測器，其電阻值會隨溫度變化。以下特性使得 RTD 成為高精密度要求的應用場合 (如製程控制、暖通空調、測試設備、工業儀表) 之理想選擇：

• 線性和可預測性 - 更容易進行校準和補償
• 長期穩定性 - 在重複熱循環下漂移較小
• 寬廣工作範圍 - 許多 RTD 的工作溫度範圍從攝氏零下到數百度

TE Connectivity 的熱門 RTD 鉑 (Pt) 系列

TE Connectivity 提供多種熱門的鉑 RTD：

• NB-PTCO-002 - 100 Ω 鉑 RTD、電阻容差為 ±0.12%、工作溫度範圍為 -50°C ~ 600°C、溫度準確度為 ±0.3°C
• NB-PTCO-050 - 1 kΩ 鉑 RTD、電阻容差為 ±0.06%、工作溫度範圍為 -30°C ~ 300°C、溫度準確度為±0.15°C
• NB-PTCO-006 - 1 kΩ 鉑 RTD、電阻容差為 ±0.12%、工作溫度為-50°C ~ 600°C、溫度準確度為 ±0.3°C
• NB-PTCO-058 - 100 Ω 鉑 RTD、電阻容差為 ±0.04%、工作溫度為 -30°C ~ 200°C、溫度準確度為 ±0.1°C

如何挑選適合的 RTD

可遵循以下準則，為您的應用挑選合適的 RTD：

1. 電阻和容差
   100 Ω 的 RTD 很常見 (如 Pt100)，但在一些電路中，1 kΩ 的變款可以降低導線誤差。評估容差規格，以符合您的設計要求。
2. 工作溫度範圍
   選擇能夠滿足您預期極端溫度需求的零件。TE Connectivity 的 RTD 工作溫度範圍低至 -50°C，高至 600°C。
3. 引腳和封裝樣式
   整合 PCB 時，採用表面黏著或 SIP 封裝比較方便，若是浸沒或嚴峻環境，請考慮使用探針或導線式。
4. 激磁電流
   使用低電流以避免自體發熱，但要確保足以滿足訊噪比要求。
5. 校準和準確度
   高精密度系統可能需要容差為 ±0.04% 或更佳的RTD，而一般用途 RTD 的容差為 ±0.12% 或 ±0.5%。

RTD 準確度

準確度是基準電阻容差 (校準溫度下的電阻容差) 和電阻容差溫度係數 (特徵斜率容差) 的結合。高於或低於此溫度的任何溫度都將具有更寬廣的容差範圍或更低的準確度 (圖 2)。最常用的校準溫度是 0°C。

圖 2：典型鉑 RTD 的溫度係數與溫度和準確度曲線。(圖片來源：TE Connectivity)

結論

DigiKey 經銷 TE Connectivity 的各種 RTD，我們的參數搜尋功能可讓您並列比較數十種電阻溫度偵測器。藉由比較電阻規格、容差、工作範圍、封裝樣式、額定電流，您可以為嚴格的熱量測選擇合適的 RTD。無論您的設計需要高準確度實驗室儀器還是堅固耐用的工業感測器，TE Connectivity 都能為您提供，隨時可用於下一個專案。

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其他資源：

RTD 鉑薄膜產品特點：https://www.digikey.tw/zht/product-highlight/t/te-connectivity-measurement-specialties/rtd-platinum-thin-film

TE 鉑薄膜產品規格書：https://www.te.com/usa-en/product-NB-PTCO-006.datasheet.pdf

TE Connectivity 鉑薄膜 RTD | 規格書預覽影片：https://www.digikey.tw/zht/videos/t/te-connectivity-amp/rtd-platinum-thin-film-datasheet-preview

更智慧的解決方案從 TE Connectivity 感測器開始：https://www.digikey.tw/zht/product-highlight/t/te-connectivity/sensor-solutions-type

瞭解 RTD：https://www.te.com/en/products/sensors/temperature-sensors/resources/understanding-rtds.html

參考資料：

https://www.te.com/en/products/sensors/temperature-sensors/rtd-sensors.html