熱電阻測量電路.doc

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1、1、二線制接法采用兩線制的測溫電橋如圖所示：（a）為接線示意圖，（b）為等效原理圖。從圖中可以看出熱電阻兩引線電阻RW和熱電阻RW一起構(gòu)成電橋測量臂，這樣引線電阻RW因沿線環(huán)境溫度改變引起的阻值變化量2△RW和因被測溫度變化引起熱電阻Rt的增量值△Rt一起成為有效信號被轉(zhuǎn)換成測量信號，從而影響溫度測量精度。（a）示意圖　　　　　　　　　　　　　　?。╞）等效原理圖分析兩線制由于引線電阻的誤差圖中，r為引線的電阻，Rt為Pt電阻，其中由歐姆定律可得：當(dāng)Rr=Rt時（電橋平衡），V0=-I2*2r。從V0的表達式可以看出，引線電阻的影響十分明顯，兩線制接線法的誤差很大。//由于

2、連接導(dǎo)線的電阻RL1、RL2無法測得而被計入到熱電阻的電阻值中，使測量結(jié)果產(chǎn)生附加誤差。如在100℃時Pt100熱電阻的熱電阻率為0.379Ω/℃，這時若導(dǎo)線的電阻值為2Ω，則會引起的測量誤差為5.3℃。2、三線制接法三線制接線法構(gòu)成如圖所示測量電橋，可以消除內(nèi)引線電阻的影響，測量精度高于兩線制。目前三線制在工業(yè)檢測中應(yīng)用最廣。而且，在測溫范圍窄或?qū)Ь€長，導(dǎo)線途中溫度易發(fā)生變化的場合必須考慮采用三線制熱電阻。（a）示意圖　　　　　　　　　　　　　　　（b）等效原理圖三線制接線法由圖1-13所示，由歐姆定律可得：當(dāng)Rr=Rt時，電橋平衡，I1=I2，V0=0?？梢娙€制接線法

3、可很好的消除引線電阻，提高熱電阻的精度。1、四線制接法　如圖所示，在熱電阻感溫元件的兩端各連兩根引線，此種引線形式稱為四線制熱電阻。在高精度測量時，要采用如圖所示四線制測溫電橋。此種引線方式不僅可以消除內(nèi)引線電阻的影響，而且在連接導(dǎo)線阻值相同時，可消除該電阻的影響，還可以通過CPU定時控制繼電器的一對觸點C和D的通斷，改變測量熱電阻中的電流方向，消除測量過程中的寄生電勢影響。四線制測量方式不受連接導(dǎo)線的電阻的影響.當(dāng)測量電阻數(shù)值很小時，測試線的電阻可能引入明顯誤差，四線測量用兩條附加測試線提供恒定電流，另兩條測試線測量未知電阻的電壓降，在電壓表輸入阻抗足夠高的條件下，電流幾

4、乎不流過電壓表，這樣就可以精確測量未知電阻上的壓降，計算得出電阻值（a）示意圖　　　　　　　　　　　　　　?。╞）等效原理圖在熱電阻的根部兩端各連接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉(zhuǎn)換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。另外，為保護感溫元件、內(nèi)引線免受環(huán)境的有害影響，熱電阻外面往往裝有可拆卸式或不可拆卸式的保護管。保護管的材質(zhì)有金屬、非金屬等多種材料，可根據(jù)具體使用特點選用合適的保護管。應(yīng)該說，電流回路和電壓測量回路是否分開接線的問題。2線，電流回路和電壓測量回

5、路合二為1，精度差。3線，電流回路的參考位和電壓測量回路的參考位為一條線。精度稍好。4線，電路回路和電壓測量回路獨立分開，精度高，但費線。二線制如圖1。變送器通過導(dǎo)線L1、L2給熱電阻施加激勵電流I，測得電勢V1、V2。計算得Rt：由于連接導(dǎo)線的電阻RL1、RL2無法測得而被計入到熱電阻的電阻值中，使測量結(jié)果產(chǎn)生附加誤差。如在100℃時Pt100熱電阻的熱電阻率為0.379Ω/℃，這時若導(dǎo)線的電阻值為2Ω，則會引起的測量誤差為5.3℃。三線制是實際應(yīng)用中最常見的接法。如圖2，增加一根導(dǎo)線用以補償連接導(dǎo)線的電阻引起的測量誤差。三線制要求三根導(dǎo)線的材質(zhì)、線徑、長度一致且工作溫度

6、相同，使三根導(dǎo)線的電阻值相同，即RL1=RL2=RL3。通過導(dǎo)線L1、L2給熱電阻施加激勵電流I，測得電勢V1、V2、V3。導(dǎo)線L3接入高輸入阻抗電路，IL3=0。熱電阻的阻值Rt：由此可得三線制接法可補償連接導(dǎo)線的電阻引起的測量誤差。四線制是熱電阻測溫理想的接線方式。如圖3，通過導(dǎo)線L1、L2給熱電阻施加激勵電流I，測得電勢V3、V4。導(dǎo)線L3、L4接入高輸入阻抗電路，IL3=0，IL4=0，因此V4-V3等于熱電阻兩端電壓。熱電阻的電阻值：由此可得，四線制測量方式不受連接導(dǎo)線的電阻的影響。一般2線用于近距離測量；3線用于遠距離測量，主要是為了克服線路電阻和干擾的影響。另

7、外4線的熱電阻，是為了更高精度測量而提出來的。使用上主要是給熱電阻施加一個電流，然后再測量它的電壓來提高測量精度和靈敏度。與熱電阻連接的檢測設(shè)備（溫控表、PLC輸入等）都有四個接線端子。I+、I-、V+、V-。其中，I+、I-端是為了給熱電阻提供恒定的電流，V+、V-是用來監(jiān)測熱電阻的電壓變化，依次檢測溫度變化。