★ 目錄 ★
01.鉑熱電阻感溫元件規范
規范IEC 60751 與規范 DIN EN 60751有何區別？
規范IEC 60751 與規范 ASTM E1137有何區別？
某客戶需要一款帶有鉑熱電阻元件的溫度傳感器，且必須滿足規范DIN 43760A。這個規范標準對于鉑熱電阻元件是有效適用的嗎？
某客戶咨詢是否能夠生產一款“符合JIS 包絡線的PT100鉑熱電阻感溫元件”的溫度檢測探測針。這個曲線是什么意思？賀利氏是否可以提供滿足此曲線的感溫元件？
我看見一些提及F0.3公差的參考文件，它的實際含義是什么？
02.薄膜式vs. 繞線式鉑熱電阻感溫元件
薄膜式或者繞線式鉑熱感溫元件—兩者之間該如何選擇?
03.選擇一款薄膜式鉑熱電阻感溫元件
對于每一款薄膜式元件，什么特征是關鍵的因素？為什么我一定要選擇其中的一個而不是另一個呢？
我發現一些薄膜式鉑熱感溫元件有著不同的尺寸，我應該如何進行比較選擇？
04.溫度系數
對于鉑熱電阻感溫元件，溫度系數是如何定義的？
對于鉑熱電阻感溫元件，什么樣的溫度系數是合適的？
05.電阻值vs. 溫度特性
對于鉑熱電阻感溫元件，電阻值 vs. 溫度特征是如何定義的？
06.熱電阻感溫元件物理特性
什么是自熱常量？
賀利氏先進傳感器的鉑熱電阻感溫元件規格書，有關響應時間部分，所有的零件基本沿用相同的規定。其中有提及參數“T0.5”和“T0.9”，這些參數代表著怎樣的含義？
07.裝配注意事項
當處理鉑熱電阻感溫元件或者對這些元件進行裝配時，是否有一些防范措施？需要注意哪些事項？
08.感溫元件外觀
我發現感溫元件的表面有一些“藍釉”，這些籃釉的形狀大小有時會有些許不同，有時候還會有部分藍釉不能覆蓋到完整的元件表面。為什么會有這種差異？這會對元件造成影響嗎？
實際上賀利氏把這類“藍釉”稱作“固定滴劑”。它的作用是為焊接區域（引線粘合到芯片板處）提供一個額外的保護和應力釋放。
固定滴劑本身和它的高度是受賀利氏生產流程管控的。由于材料一致性和應用環境上的差異，有時不同批次之間的固定滴劑可能存在略微差異。賀利氏先進傳感器規定和檢測芯片的整體尺寸。
芯片的功能層被一種特殊的剝離覆蓋著。這保證了芯片本身的安全性和功能性。固定滴劑輕微的或多或少并不會影響到芯片的電性（電阻，精度公差，信號穩定性）。
01.鉑熱電阻感溫元件規范
規范IEC 60751 與規范 DIN EN 60751有何區別？
規范IEC 60751 和 規范DIN EN 60751大體上是相同的. DIN規范 基于IEC ，只是添加了封面和扉頁。
規范IEC 60751 與規范 ASTM E1137有何區別？
兩個規范都適用于標準3850ppm溫度系數曲線的鉑熱電阻，且都基于ITS-90 電阻-溫度對照表。一個主要的區別是兩者對于公差級別的定義有所不同，如下
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IEC 60751 (2008) |
ASTM E1137 |
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公差級別 |
公差定義 |
公差級別 |
公差定義 |
|
Class F0.3(Class B) |
±(0.3 + 0.005 |t|) |
Grade B |
±(0.25 + 0.0042 |t|) |
|
Class F0.15(Class A) |
±(0.15 + 0.002 |t|) |
Grade A |
±(0.13 + 0.0017 |t|) |
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|t| 指的是溫度的絕對值，單位為℃ |
|||
“F”指的是薄膜式熱電阻（film）。如果定義一個繞線式熱電阻芯片，則使用“W”代替。
某客戶需要一款帶有鉑熱電阻元件的溫度傳感器，且必須滿足規范DIN 43760A。這個規范標準對于鉑熱電阻元件是有效適用的嗎？
不適用。 DIN 43760 Sept 68 適用于100 ohm 的鎳和鉑熱電阻感溫芯片。下一個版本43760 Sept 87則僅適用于鎳元件，不再適用于鉑元件。DIN EN 60751是DIN標準系列中適用于鉑熱電阻感溫元件的標準。
某客戶咨詢是否能夠生產一款“符合JIS曲線的PT100鉑熱電阻感溫元件”的溫度檢測探測針。這個曲線是什么意思？賀利氏是否可以提供滿足此曲線的感溫元件？
據推測，客戶可能需要一款溫度系數為3916 ppm的PT100 感溫元件，這款元件在JIS C1604-1987（包括其先前版本）中有明確闡釋。賀利氏提供溫度系數3916 ppm 的陶瓷繞線式元件，電阻值上限可達PT500。
較新的JIS C1604-1997版本則規定了溫度系數為3850ppm，與DIN/IEC 標準相匹配。在客戶下訂單之前，請務必確認其溫度系數要求。
我看見一些提及F0.3公差的參考文件，它的實際含義是什么？
“F0.3”公差與B級別是等價的（其中“F”代表薄膜式，“W”代表繞線式，“0.3”表示在0攝氏度時±0.3的溫度誤差）。
鉑熱感溫元件公差稱謂的定義在規范IEC 60751 2008-07（也在規范DIN EN 60751 2009-05）中被重新修訂。以下表格展示了舊/新公差名稱的對應關系。
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舊版公差名稱 |
新版公差名稱 |
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Class ?B |
*0.1 |
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Class A |
*0.15 |
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Class B |
*0.3 |
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Class 2B |
*0.6 |
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“F”代表薄膜式，“W”代表繞線式 |
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02.薄膜式vs.繞線式鉑熱感溫元件
薄膜式或者繞線式鉑熱感溫元件—兩者之間該如何選擇?
特定的應用環境決定元件類型的選擇，但是在大多情況下默認會選用薄膜式鉑熱感溫元件。由于薄膜式比繞線式更具有抗震動以及低造價的優勢，故可以滿足大部分的測試環境。以下的表格展示了這兩個類型各自的優勢。
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薄膜式元件優勢 |
繞線式元件優勢 |
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低造價 |
較薄膜式允許更高的供電電流 |
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快速的響應時間 |
更低的自熱常量 |
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低熱堆積 |
更高的溫度操作范圍 |
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高震動抗性 |
更寬的緊縮公差溫度范圍 |
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高熱沖擊抗性 |
可定制的R0值 |
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更小的封裝 |
更大直徑的引線 |
03.選擇一款薄膜式鉑熱感溫元件
對于每一款薄膜式元件，什么特征是關鍵的因素？為什么我一定要選擇其中的一個而不是另一個呢？
賀利氏先進傳感器提供的薄膜式鉑熱感溫元件，在分類上主要是操作溫度的范圍不同。下表總結了不同的種類。客戶所確認的使用溫度極大/小值必須落在該類型的溫度范圍之內。不推薦使用超出允許范圍的元件，因為在這種情況下將會造成不可預期的后果。詳情請參照參數表中各類型的具體屬性。
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類別 |
操作溫度 |
引線材料 |
推薦連接方式 |
|
C |
-196 to +150°C |
銀鈀合金 |
軟釬焊 |
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L/LN |
-50 to +400°C |
銀鈀合金 鎳鍍銀 |
軟釬焊 |
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M |
-70 to +500°C |
鎳/鉑 |
硬釬焊，電弧焊，壓接 |
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HM |
-70 to +600°C |
鉑鈀合金 |
硬釬焊，電弧焊 |
|
HL |
-70 to +750°C |
鉑/鎳鉻合金 |
硬釬焊，電弧焊 |
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HD |
-70 to +850°C |
鉑 |
硬釬焊，電弧焊 |
我發現一些薄膜式鉑熱感溫元件有不同的尺寸，我應該如何進行比較選擇？
對于一些新的應用環境，我們通常推薦M222類型 (2.3mm 長 x 2.1mm 寬)。M222有一個相對較低的價格，并且滿足各式各樣的探針型號。對于現有的應用環境，比如更大尺寸的需要，M1020 (9.5mm 長 x 1.9mm 寬) 也可提供給客戶用以匹配現有尺寸。下表總結了一些與尺寸相關的參數性能。
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尺寸較小的元件 |
尺寸較大的元件 |
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較快的響應時間 |
較高的供電電流可能性 |
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較大的自熱常量 |
更小的自熱常量 |
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低功率下產生自熱 |
自熱需要較高的功率 |
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滿足小型號傳感器外殼 |
對于表面封裝有更大的接觸面積 |
04.溫度系數
對于鉑熱電阻感溫元件，溫度系數是如何定義的？
溫度系數也被稱作“α值”，是指0℃到100℃之間的電阻平均值。計算公式如下
這里 R100是指100 °C時的電阻值，R0則是指在0 °C時的電阻值
對于鉑熱電阻感溫元件，什么樣的溫度系數是合適的？
賀利氏先進傳感器為客戶提供以下溫度系數的鉑熱電阻感溫元件：
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薄膜式 |
繞線式 (僅對 HST-USA銷售) |
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3850ppm |
3850ppm |
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3750ppm (僅Pt1000) |
3916ppm |
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3770ppm (僅指部分用于汽車行業的Pt200) |
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05.電阻值vs. 溫度特性
對于鉑熱電阻感溫元件，電阻值 vs. 溫度特征是如何定義的？
Callendar–Van Dusen方程描述了鉑熱感溫元件電阻-溫度之間的關系。
當溫度在0攝氏度以上時，計算公式為R(t) = R0*(1+A*t+B*t2)；而當溫度在零度以下時， 計算公式為 R(t) = R0*(1+A*t+B*t2+C*(t-100°C)*t3)。這里 A, B, C 是特定的RTD曲線參數。
對于規范IEC 60751 溫度系數 3850ppm 曲線:
A = 3.9083*10-3 °C-1
B = -5.775*10-7 °C-2
C = -4.183*10-12 °C-4
06.熱電阻感溫元件物理特性
什么是自熱常數
自熱常數定義了每mW功率下以開爾文為單位的溫度的上升。每一個RTD的溫度常數都是在標準的0℃冰水環境下測得的。由于這個常數并不是在一個典型應用環境下測得，自熱常數經常用于與另一個元件的自熱特性比較。此外，實際工況會很大程度的影響自熱常數。舉個例子， 將芯片灌封在有良好導熱性的材料中，會增加表面積和熱質量，可以有效地減少自熱常數；但如果將其放置在一個完全或部分真空的環境中，另一種情況就會發生：由于接觸媒介熱導熱性的降低，自熱常數會增加。在測試應用中，如果自熱效應影響過大，會造成明顯的測量誤差。自熱對接觸媒介導熱率的依賴性也可以用來測量液位，流量，熱導率，流體密度等。
賀利氏先進傳感器的鉑熱電阻感溫元件規格書，有關響應時間部分，所有的零件基本沿用相同的規定。其中有提及參數“T0.5”和“T0.9”，這些參數代表著怎樣的含義？
“T0.5” 指的是溫度階躍變化到50%所需要的時間。類似地，“T0.9”指的是溫度階躍變化到90%所需要的時間。這里以M222薄膜式芯片規格書作為參考：
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響應時間 |
水流 (v=0.4m/s): |
t0.5 = 0.05s |
|
_ |
_ |
t0.9= 0.15s |
|
_ |
氣流 (v=2m/s): |
t0.5= 3.0s |
|
_ |
_ |
t0.9= 10.0s |
數據規格書描述了該型號在水中達到t0.5狀態的時間為0.05s。這意味著如果將芯片置于溫度由50℃階躍變化到100℃的水中，0.05s后芯片體的溫度將會達到75℃（即50℃到100℃階躍變化的50%），隨后在完整的0.1s后（從計時開始算起）芯片體的溫度將會達到87.5℃（75℃到100℃階躍變化的50%）。
下表提供了有關此概念的圖表解釋：
|
T0.5=0.05s的RTD芯片時間響應 溫度階躍：由50℃到100℃ |
||
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實際流逝時間/秒 |
時間常數 |
芯片體溫度/℃ |
|
0.00 |
0 |
50.00 |
|
0.02 |
1 |
75.00 |
|
0.10 |
2 |
87.50 |
|
0.15 |
3 |
93.75 |
|
0.20 |
4 |
96.88 |
|
0.25 |
5 |
98.44 |
|
0.30 |
6 |
99.22 |
|
0.35 |
7 |
99.61 |
|
0.40 |
8 |
99.80 |
|
0.45 |
9 |
99.90 |
|
0.50 |
10 |
99.95 |
|
0.55 |
11 |
99.98 |
|
0.60 |
12 |
99.99 |
07.裝配注意事項
當處理鉑熱電阻感溫元件或者對這些元件進行裝配時，是否有一些防范措施？需要注意哪些事項？
賀利氏先進鉑熱感溫傳感器的操作&安裝
操作
芯片必須小心拿取以避免損傷。建議使用塑料制品或塑料涂層制品的鑷子進行抓取。不允許使用夾鉗。元件應該避免任何形式的夾緊力。
為了避免引腳受應力，不應在靠近芯片感溫區域附件彎折引腳。避免高頻率的彎曲次數或者引腳的重新定位。
焊接技術
較合適的連接方式是電弧焊，釬焊，或軟釬焊，這取決于引線本身和芯片溫度等級。推薦的焊接技術在每一個薄膜式元件規格書上都有詳細的說明。通常情況下，對于鎳引線或者鍍鉑鎳引線推薦電弧焊（welding），銀合金/鍍銀鎳/鍍金線推薦軟焊（soldering）。
對于帶有金合金的元件，比如說C416型號，只能使用特制的對于金合金的焊料合金。其他合金不被特別推薦用以金制引線的原因是，這有可能造成不可逆的引線損傷。
連接方式細節：
激光焊：推薦激光搭接或者對接焊縫技術。
超聲波焊：在焊接之前，將引線彎曲來遠離芯片感應區域，防止對內部的損傷。
點焊/電阻焊：廣泛使用的可靠的焊接技術。
壓接：建議使用高質量的氣密壓接，以避免高接觸電阻。
軟釬焊：確保釬焊合金與引線材質兼容，并且熔點高于使用溫度。除非使用免清洗助焊劑，否則必須從元件和導線上清除掉所有的助焊劑。
釬焊：在釬焊操作期間，元件本體不能超過其額定的溫度。如有必要，在釬焊期間為避免過熱可對元件引線進行散熱處理。釬焊時間應少于三秒。
引線長度
芯片必須小心拿取以避免損傷。建議使用塑料制品或塑料涂層制品的鑷子進行抓取。不允許使用夾鉗。元件應該避免任何形式的夾緊力。
為了避免引腳受應力，不應在靠近芯片感溫區域附件彎折引腳。避免高頻率的彎曲次數或者引腳的重新定位。
裝配注意事項
灌封材料的熱膨脹系數應與傳感器襯底材料氧化鋁陶瓷的膨脹系數相匹配，以避免由于熱膨脹不匹配而引起的測量誤差或零件故障。
應避免使用硬質環氧樹脂，尤其是當工作溫度超過灌封材料的玻璃化轉變溫度時。
終端客戶已報告成功使用了導熱非剛性有機硅灌封材料
封裝材料必須是化學中性的。 尤其應避免使用含氟化合物的陶瓷灌封材料。
如果將元件灌封在外殼中，則外殼應沒有污染物，例如助焊劑，有機物等，以避免在高溫下損壞元件。
有關特定元件類型的特定要求，請參考對應的規格書。
貯存
鉑傳感元件應存放在無腐蝕的環境中。 元件應妥善保管，以防受到沖擊，彎曲或擠壓等。在高濕度環境中，可能需要在安裝傳感器之前先進行干燥。 為避免腐蝕，含銀/鈀絲或鍍銀鎳絲的元件應存放在氮氣環境中。
有關特殊處理或存儲要求，請參閱對應產品的規格書。