|
熱電阻（RTD）
熱電阻是中低溫采集時常用的一種溫度傳感器，它的主要特點是測量精度高，性能穩定，靈敏度高。熱電阻是基于金屬導體或半導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的，其大都由純金屬材料制成，目前使用最多的是鉑。熱電阻需要電源激勵，且不能夠瞬時測量溫度的變化。工業用熱電阻一般采用Pt100，Pt1000，Cu50，Cu100等多種型號。
熱電阻的引線對測量結果會有較大的影響，目前熱電阻的引線主要有三種方式：二線制，三線制，四線制。二線制是在熱電阻的兩端各連一根導線來引出電阻信號，這種引線方法很簡單，但是測量精度不高。在熱電阻一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用。因為熱電阻作為電橋上一個橋臂的電阻，其連接導線也是橋臂的一部分，而這部分電阻是未知且隨環境溫度變化的，會造成測量誤差。采用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及相鄰橋臂上，這樣較好地消除了導線電阻帶來的測量誤差。熱電阻兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根為熱電阻提供激勵電流，把電阻轉換成電壓信號，再通過另兩根輸出電壓供采集，這種引線方式可完全消除引線電阻的影響，主要用于高精度的溫度檢測，但成本也最高。
NI SCC-RTD01是針對熱電偶調理的雙通道模塊，可連接2、3或4線鉑電阻RTD（圖3）。NI SCC-RTD01的每一通道都帶有一個增益為25的放大器和一個30Hz低通濾波器，每一模塊上還提供用于1或2個RTD的1mA激勵源。NI SCXI-1102模塊與NI SCXI-1581電流激勵模塊一起使用，可以提供32通道的高精度RTD或熱敏電阻調理。1102帶有一個2 Hz低通濾波器，1581則提供穩定的100μA電流源，從而確保測量精度。由于SCXI采用模塊化設計，在應用需求改變時可以方便地擴展數據采集系統。
NI 9217是具有4通道、24位分辨率的模擬輸入模塊，專門用作100 Ω 的RTD測量。
NI 9217可配置兩種不同的采樣率模式，高采樣率模式下采樣率可達400 S/s（每通道100 S/s）；高分辨率模式下，采樣率為5 S/s（每通道1.25 S/s），并配有50/60Hz內置噪聲抑制功能。NI 9217與3線和4線制RTD測量兼容，能自動探測與通道連接的RTD類型，并將每條通道配置成恰當的模式，該模塊提供每通道1mA的電流激勵，在整個操作溫度范圍內的精度誤差小于1 °C。9217還包含NI ST校準并具有通道-地面接地雙重隔離屏障，實現了安全性、抗擾性和高共模電壓范圍。
熱敏電阻
熱敏電阻是對溫度敏感的半導體（圖4），與RTD相似，其阻抗隨溫度變化而變化。熱敏電阻由玻璃或環氧珠封裝的金屬氧化物半導體材料制造而成。而且，熱敏電阻的典型標稱阻抗值要比RTD高得多，阻抗值從2000Ω到10,000Ω，故可用于較低電流的測量。熱敏電阻具有較高的靈敏度（約200 Ω/°C），這使得它對于溫度的變化非常靈敏，具有極高的響應速率，但它的使用范圍最高為300至500 °C。同樣，熱敏電阻也需要激勵，接線方式也有二三四線制之分，但是由于熱敏電阻的標稱阻抗非常高，所以連線阻抗不會影響其測量值的精度，因此，二線制測量精度對于熱敏電阻已經足夠，所以這種接線方式在熱敏電阻中最為常用。
圖4 熱敏電阻
NI SCXI-1102模塊與NI SCXI-1581電流激勵模塊一起使用，也可以提供32通道的熱敏電阻調理。
對于cDAQ模塊可選用AI采集的NI 9215配合提供電流激勵的NI 9265一起使用。NI 9215具有4路16位精度的同步電壓采集通道，能實現靈活而低成本的信號連接。該模塊還具有250Vrms通道-地面接地隔離，實現了安全、抗干擾和高共模電壓范圍。NI 9265是在高速情況下，連接并控制受電流驅動的工業激勵器的理想之選。該模塊具有內置式開環檢測。當檢測到開環時，該模塊會在軟件中產生中斷并產生0mA的上電輸出，以確保安全，避免在系統上電時驅動激勵器。NI 9265需要9 V到36 V的外部電源。該模塊包括通道-地面接地雙重隔離屏障，具有良好的安全性和抗干擾性。
|
