PT100所謂的二線制,三線制,四線制如何接線
鉑熱電阻是利用鉑絲的電阻值隨著溫度的變化而變化的,那么鉑熱電阻的三種接線方法以及消除誤差的原理是怎么樣的呢?
二線制:
在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制:這種引線方法很簡單
三線制
這種接法是工業過程控制中的最常用的。為了更好的分析三線制是如何消除引線電阻的,下面先展示三線制PT100的實物圖:1和2之間電阻為110歐左右
這樣就在左邊的兩個橋臂上都引入的導線電阻,從而減小了由于導線電阻引入的誤差。
四線制
四線制:在熱電阻的根部兩端各連接兩根導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轉換成電壓信號U,再通過另兩根引線把U引至二次儀表。如圖所示:
測溫電路
我們以常用的三線制
電路分析
對于測溫電路,其實有很多可以值得研究的地方,小電路有大智慧。比如,你可以一眼就看出來這個電路不能測零下的溫度嗎?你可以計算出來這個電路可以測量的溫度范圍是從多少度到多少度嗎?你可以修改這個電路,讓它可以測到你所需要的溫度范圍嗎?如果把反相(-IN)和同相(+IN)兩條線調換,后果如何?看看,你覺得電路簡單,那么上面的問題都可以回答嗎?
越簡單的電路,穩定性就越好。該電路中的四個電阻都需要用0.1%精度的。電路只用了一個電橋和一個差分放大器。R2 R3 R4與PT100組成電橋電路,REF3030為電橋電路提供標準的3.00V電壓。AD623用一個2K的放大反饋電阻精確的把電橋的壓差放大51倍。(為什么是51倍,詳見AD623的datasheet)
細心的小伙伴,會研究一下PT100的接法。PT100一般有兩線和三線的傳感器。因為線本身肯定有電阻,而上面也提到過,每變化一度,PT100只變化0.39歐姆,那么如果PT100的線很長的話,電阻就越大,線不同,電阻就不同,就肯定會大大的影響測出來的結果。所以,你現在就可以理解了,兩線制的PT100,只適合短距離的應用。長距離的應用,就要用三線制。再讓我們看看三線制是如何把電線上的電阻影響排除的。
假設現在是0度,那么PT100的阻值就是100歐姆,在電路中的話,電橋的壓差就是0V,所以最后也是0V,也就是測到0V的話,就是0度。假設現在零下一度了,PT100的阻值就小于100歐了,同相的電壓就會比反相的電壓小,得到的電壓永遠就0V了,所以這個電路就測不到0度以下。AD623最大輸出3.3V電壓,3300/51=64.7mV,也就是說,電橋的壓差,最大只能是64.7mV,再大的壓差,AD623的輸出也最大是3.3V了。反相臂的電壓,固定是(3000/2100)*100=142.86mV,那么同相臂的電壓最大只能是142.86+64.7=207.56mV,對應PT100的電阻就等于207.56/((3000-207.56)/2000)=148.66歐姆。