了解熱電阻溫度變送器的測(cè)量原理

熱電阻 (如Pt100) 是利用其電阻值隨溫度的變化而變化這一原理制成的將溫度量轉(zhuǎn)換成電阻量的溫度傳感器。熱電阻變送器利用熱電阻的這一特性，接收現(xiàn)場(chǎng)熱電阻的電阻信號(hào)，經(jīng)過隔離和線性化處理后，輸出與溫度值成線性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

熱電阻溫度變送器的基本測(cè)量原理是通過給熱電阻施加一已知激勵(lì)電流測(cè)量其兩端電壓的方法得到電阻值(電壓/電流)，再將電阻值轉(zhuǎn)換成溫度值，從而實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量。熱電阻和溫度變送器之間有三種接線方式: 二線制、三線制、四線制。下面我們分別介紹一下這三種接線方式的測(cè)量原理。

首先我們看一下二線制接線方式的測(cè)量原理，如上圖。變送器通過導(dǎo)線L1、L2給熱電阻Rt施加激勵(lì)電流I，測(cè)得電勢(shì)V1、V2。再通過圖中公式即可得出熱電阻的阻值。由于連接導(dǎo)線的電阻RL1、RL2無法測(cè)得，最終被計(jì)入到熱電阻的電阻值中，使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生附加誤差。比如在100℃時(shí)Pt100熱電阻的熱電阻率為0.379歐姆每攝氏度,這時(shí)若導(dǎo)線的電阻值為2歐姆，則會(huì)引起的測(cè)量誤差為5.3攝氏度。

接下來我們看一下三線制接線方式的測(cè)量原理，三線制是實(shí)際應(yīng)用中最常見的接線法。如上圖，增加一根導(dǎo)線用以補(bǔ)償連接導(dǎo)線的電阻引起的測(cè)量誤差。三線制要求三根導(dǎo)線的材質(zhì)、線徑、長(zhǎng)度一致且工作溫度相同，使三根導(dǎo)線的電阻值相同，即RL1等于RL2等于RL3。通過導(dǎo)線L1，L2給熱電阻施加激勵(lì)電流I，測(cè)得電勢(shì)V1、V2、V3。導(dǎo)線L3接入高輸入阻抗電路，IL3等于0。再通過圖中公式即可得出熱電阻的阻值。可見三線制接法可補(bǔ)償連接導(dǎo)線的電阻引起的測(cè)量誤差。

最后，我們介紹一下四線制接線方式的測(cè)量原理，如上圖。通過導(dǎo)線L1、L2,給熱電阻施加激勵(lì)電流I，測(cè)得電勢(shì)V1、V2。導(dǎo)線L3、L4接入高輸入阻抗電路，IL3和IL4等于0，因此V4-V3等于熱電阻兩端電壓。那么V4-V3除以激勵(lì)電流I即可得出熱電阻的阻值，由此可見，四線制測(cè)量方式不受連接導(dǎo)線的電阻的影響，是熱電阻測(cè)溫理想的接線方式。

以上就是熱電阻溫度變送器三種接線方式的測(cè)量原理，感謝大家的垂閱！