熱電阻測(cè)溫原理
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。
溫度變送器通過(guò)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。
二線制熱電阻
如圖1。溫度變送器通過(guò)導(dǎo)線L1、L2給二線制熱電阻施加激勵(lì)電流I，測(cè)得電勢(shì)V1、V2。
圖1 (圖中R為熱電阻，RL1為導(dǎo)線L1的等效電阻，RL2為導(dǎo)線L2的等效電阻)
計(jì)算得Rt：
由于連接導(dǎo)線的電阻RL1、RL2無(wú)法測(cè)得而被計(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。如在100℃時(shí)Pt100熱電阻的熱電阻率為0.379Ω/℃，這時(shí)若導(dǎo)線的電阻值為2Ω，則會(huì)引起的測(cè)量誤差為5.3 ℃。二線制熱電阻接入溫度變送器將產(chǎn)生不可預(yù)計(jì)的測(cè)量誤差
三線制熱電阻
三線制是實(shí)際應(yīng)用中最常見(jiàn)的熱電阻接法。如圖2，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=RL2=RL3。溫度變送器通過(guò)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=0。
圖3 (Rt為熱電阻，RL1為導(dǎo)線L1的等效電阻，RL2為導(dǎo)線L2的等效電阻，RL3導(dǎo)線L3的等效電阻)
三線制熱電阻的阻值Rt：
由此可得三線制熱電阻接入溫度變送器可補(bǔ)償連接導(dǎo)線的電阻引起的測(cè)量誤差。
四線制熱電阻
四線制是熱電阻測(cè)溫理想的接線方式。如圖3，溫度變送器通過(guò)導(dǎo)線L1、L2給熱電阻施加激勵(lì)電流I，測(cè)得電勢(shì)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。
圖3 Rt為熱電阻，RL1為導(dǎo)線L1的等效電阻，RL2為導(dǎo)線L2的等效電阻，RL3導(dǎo)線L3的等效電阻，RL4導(dǎo)線L4的等效電阻
四線制熱電阻的電阻值Rt：
由此可得，四線制熱電阻接入溫度變送器讓溫度測(cè)量不受連接導(dǎo)線的電阻的影響。
