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1、PT100测量原理及电路2007年10月02日星期二上午09:141.非平衡电桥的工作原理如图1所示,在惠斯顿电桥中:E为稳压电源,R1和R2为固定电阻,RP为可变电阻,Rx为电阻型传感器,Uout为电桥输出电压.当Uout=0时,电桥处于平衡状态,此时有(1)当Uout≠0时,电桥处于不平衡状态,则有在一定条件下,调整电桥达到平衡状态.由(1)式可见,此时电桥的平衡状态与电源无关;当外界条件改变时,传感器的阻值Rx会有相应的变化,这时电桥平衡被破坏,桥路两端的电压Uout也随之而变,由于桥路的输出电压2.
2、测量电路介绍如采用电阻式传感器作为被测对象,传感元件的引出线有以下几种方式:二线制、三线制和四线制.采用二线制接法(图1),虽然导线电阻会给测量带来影响,但在测量精度要求不高、测量仪器与被测传感元件距离较近时,常采用二线制.但如果金属电阻本身的阻值很小,那末引线的电阻及其变化也就不能忽视,例如对于Pt100铂电阻,若导线电阻为1Ω,将会产生2.5℃的测量误差.为了消除或减少引线电阻的影响,通常的办法是采用三线联接法加以处理,如图2所示.工业热电阻目前大多采用的都是三线制接法.在三线制接线电路中,传感元件的一
3、端与一根导线相接,另一端同时接两根导线.传感元件在与电桥配合时,与传感元件相接的三根导线粗细要相同,长度要相等,阻值要一致(图中r1,r2,r3即为引线电阻).其中一根引线与测量仪表连接,由于测量仪表的内阻很大,可认为流过r2的电流接近于零.另两根引线分别与电桥的两个相邻臂相连,这样引线电阻对测量就不会造成影响.为了高精度的测量,可将电阻测量仪设计成图3所示的四线制测量电路.图中I为恒流源,r1、r2、r3、r4是引线电阻,Rx为电阻型传感器,V为电压表.因为电压表内阻很大,则且因为UM=Ux+IV(r2+
4、r3),所以由此可见,引线电阻将不引入测量误差.PT100前置放大电路Uout能反映出桥臂电阻的微小变化,因此通过测量输出电压即可以检测外界条件的变化.这种在非平衡条件下工作的电桥称为非平衡电桥,这样的测量方法为非电量电测法.
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