1、二线制接法
采用两线制的测温电桥如图所示: (a )为接线示意图,(b )为等效原理图。
从图中可以看出
热电阻两引线电阻 RW 和热电阻RW 一起构成电桥测量臂,这样引线电阻 RW 因沿线环境温度 改变引起的阻值变化量 2△ RW 和因被测温度变化引起热电阻 Rt 的增量值厶Rt 一起成为有效 信号被转换成测量信号,从而影响温度测量精度。
(a )示意图 分析两线制由于引线电阻的误差 图中,r 为引线的电阻,Rt 为Pt
电阻,其中由欧姆定律可得:
r 7
当Rr=Rt 时(电桥平衡),V0=-l 2*2r 。
从V0的表达式可以看出,弓I 线电阻的影响十分明显,两线制接线法的误差很大。
//由于连接导线的电阻 RL1、RL2无法测得而被计入到热电阻的电阻值中,使测量结果产生
附加误差。
如在100C 时PtIOO 热电阻的热电阻率为 0.379 Q /C,这时若导线的电阻值为
2
Q,则会引起的测量误差为 5.3 C 。
2、三线制接法
三线制接线法构成如图所示测量电桥,可以消除内引线电阻的影响,测量精度高于两线制。
目前三线制在工业检测中应用最广。
而且,在测温范围窄或导线长, 导线途中温度易发生变
化的场合必须考虑采用三线制热电阻。
1 pl r|
p T U
Vo 尺
(b )等效原理图
® 1-12热电阻的两銭制援建法
O-
三线制接线法由图1-13所示,由欧姆定律可得:
U
当Rr=Rt 时,电桥平衡,11=12,V0=0。
可见三线制接线法可很好的消除引线电阻,提高热电阻的精度。
3、四线制接法
如图所示,在热电阻感温元件的两端各连两根引线,
此种引线形式称为四线制热电阻。
在
高精度测量时,要采用如图所示四线制测温电桥。
此种引线方式不仅可以消除内引线电阻的
影响,而且在连接导线阻值相同时, 可消除该电阻的影响, 的一对触点C 和D 的通断,改变测量热电阻中的电流方向, 四线制测量方式不受连接导线的电阻的影响 • 当测量电阻数值很小时, 测试线的电阻可能引入明显误差,
恒定电流,另两条测试线测量未知电阻的电压降,
在电压表输入阻抗足够高的条件下,
几乎不流过电压表,这样就可以精确测量未知电阻上的压降,计算得出电阻值 尸 ---------- I 『2弓
2r
J?4- + 2r
兀“K 用十防)—曲十凰—皿用十2(Zi- !潮 还可以通过CPU 定时控制继电器 消除测量过程中的寄生电势影响。
四线测量用两条附加测试线提供 电流
(b )等效原理图
(a )示意图
在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制, 流I ,把R 转
换成电压信号 U,再通过另两根引线把 U 引至二次仪表。
可见这种引线
方式可 完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。
另外,为保护感温元件、内引线免受环境的有害影响, 热电阻外面往往装有可拆卸式或不可 拆卸式的保护管。
保护管的材质有金属、非金属等多种材料,可根据具体使用特点选用合适 的保护管。
应该说,电流回路和电压测量回路是否分开接线的问题。
2线,电流回路和电压测量回路合二为 1精度差。
3线,电流回路的参考位和电压测量回路的参考位为一条线。
精度稍好。
4线,电路回路和电压测量回路独立分开,精度高,但费线。
二线制
如图1。
变送器通过导线 L1 L2给热电阻施加激励电流 I ,测得电势 監
——
热电砲
%:——导堆S 的第效电阳 凡,——
导线打的汗较电阳
计算得Rt :
由于连接导线的电阻 RL1 RL2无法测得而被计入到热电阻的电阻值中,使测量结果产 生附加误差。
如在100C 时Pt100热电阻的热电阻率为 0.379 Q /C,这时若导线的电阻值为 2 Q,则会引起的测量误差为 5.3 C 。
三线制
是实际应用中最常见的接法。
如图
2,增加一根导线用以补偿连接导线的电阻引起的测 量误差。
三线制要求三根导线的材质、线径、
长度一致且工作温度相同,使三根导线的电阻 值相同,即RL1=RL2=RL3通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流
I ,测得电势 VI 、V2、 V3。
导线L3接入高输入阻抗电路,IL3=0。
(b )等效原理图 其中两根引线为热电阻提供恒定电
V1 V2。
-寻銭L1的等效电阴
-导銭L2的尊除电阻
的專效电阴
热电阻的阻值Rt:
由此可得三线制接法可补偿连接导线的电阻引起的测量误差。
四线制
是热电阻测温理想的接线方式。
如图3,通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流I ,测得电势V3、V4。
导线
L3、L4接入高输入阻抗电路,IL3=0 , IL4=0,因此V4-V3等于热电阻两端电压。
由此可得,四线制测量方式不受连接导线的电阻的影响。
兀——嫌电口
R It.——导线口的等效电10 殆
一的等效电耙兀一的尋效电
阻仏——前等效堪阻
热电阻的电阻值:
一般2线用于近距离测量;3线用于远距离测量,主要是为了克服线路电阻和干扰的影响。
另外4线的热电阻,是为了更高精度测量而提出来
的。
使用上主要是给热电阻施加一个电流,然后再测量它的电压来提高测
量精度和灵敏度。
与热电阻连接的检测设备(温控表、PLC俞入等)都有
四个接线端子。
1+、I-、V+、V-。
其中,I+、I-端是为了给热电阻提供恒
定的电流,V+、V-是用来监测热电阻的电压变化,依次检测温度变化。