热电阻温度测量原理及常用接线方式
热电阻(如PtIOO )是利用其电阻值随温度的变化而变化这一原理制成的将温度量转换 成电阻量的温度传感器。 温度变送器通过给热电阻施加一已知激励电流测量其两端电压的方 法得到电阻值(电压/电流),再将电阻值转换成温度值,从而实现温度测量。
热电阻和温度变送器之间有三种接线方式:二线制、三线制、四线制。
由于热电阻本身的阻值较小, 随温度变化而引起的电阻变化值更小, 例如,铂电阻在零 度时的阻值R0=100 Q,铜电阻在零度时 R0=100 Qo 因此,在传感器与测量仪器之间的引线 过长会引起较大的测量误差。在实际应用时,通常采用所谓的两线、三线或四线制的方式,
如图所示。
图热电阻的接入方式
在图(a )所示的电路中,电桥输出电压 Vo 为
R r )
当 R?Rt 、Rr 时,
V o [(R t -R r )
2
式中:Rt 为铂电阻,
Rr 为可调电阻,R 为固定电阻,I 为恒流源输出电流值。
1. 二线制
(c )三线制
(d )四线制
二线制的电路如图(b)所示。这是热电阻最简单的接入电路,也是最容易产生较大误差的电路。
图中的两个R是固定电阻。R r是为保持电桥平衡的电位器。二线制的接入电路由于没有
考虑引线电阻和接触电阻,有可能产生较大的误差。如果采用这种电路进行精密温度测量,整个电路必须在使用温度范围内校准。
2.三线制
三线制的电路如图(C)所示。这是热电阻最实用的接入电路,可得到较高的测量精度。
图中的两个R是固定电阻。R是为保持电桥平衡的电位器。三线制的接入电路由于考虑
了引线电阻和接触电阻带来的影响。R11、R12和R l3分别是传感器和驱动电源的引线电阻,
一般说来,R11和R12基本上相等,而R13不引入误差。所以这种接线方式可取得较高的精度。
3.四线制
四线制的电路如图(d)所示。这是热电阻最高精度的接入电路。
图中R ii、R i2、R13和R14都是引线电阻和接触电阻。R ii和R12在恒流源回路,不会引
入误差。R13和R14则在高输入阻抗的仪器放大器的回路中,也不会带来误差。上述三种热电阻传感器的引入电路的输出,都需要后接高输入阻抗、高共模抑制比的仪器放