热电阻测量电路.doc

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1、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△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　　　　　　　　　　　　　　　（b）等效原理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：当Rr=Rt时（电桥平衡），V0=-I2*2r。从V0的表达式可以看出，引线电阻的影响十分明显，两线制接线法的误差很大。//由于

2、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100℃时Pt100热电阻的热电阻率为0.379Ω/℃，这时若导线的电阻值为2Ω，则会引起的测量误差为5.3℃。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。（a）示意图　　　　　　　　　　　　　　　（b）等效原理图三线制接线法由图1-13所示，由欧姆定律可得：当Rr=Rt时，电桥平衡，I1=I2，V0=0。可见三线制接线法

3、可很好的消除引线电阻，提高热电阻的精度。1、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，还可以通过CPU定时控制继电器的一对触点C和D的通断，改变测量热电阻中的电流方向，消除测量过程中的寄生电势影响。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，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，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，电流几

4、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（a）示意图　　　　　　　　　　　　　　　（b）等效原理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，其中两根引线为热电阻提供恒定电流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

5、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V1、V2。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100℃时Pt100热电阻的热电阻率为0.379Ω/℃，这时若导线的电阻值为2Ω，则会引起的测量误差为5.3℃。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

6、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V1、V2、V3。导线L3接入高输入阻抗电路，IL3=0。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。热电阻的电阻值：由此可得，四线制测量方式不受连接导线的电阻的影响。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

7、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输入等）都有四个接线端子。I+、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。