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)場熱電阻的電阻信號,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。
熱電阻溫度變送器的基本測量原理是通過給熱電阻施加一已知激勵(lì)電流測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量原理。
首先我們看一下二線制接線方式的測量原理,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,測得電勢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無法測得,然后被計(jì)入到熱電阻的電阻值中,使測量結(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,則會引起的測量誤差為5.3攝氏度。
接下來我們看一下三線制接線方式的測量原理,三線制是實(shí)際應(yīng)用中非常常見的接線法。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,測得電勢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)線的電阻引起的測量誤差。
結(jié)尾,我們介紹一下四線制接線方式的測量原理,如上圖。通過導(dǎo)線L1、L2,給熱電阻施加激勵(lì)電流I,測得電勢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,四線制測量方式不受連接導(dǎo)線的電阻的影響,是熱電阻測溫理想的接線方式。
以上就是熱電阻溫度變送器三種接線方式的測量原理,感謝大家的垂閱!