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为什么热电偶只要二线制而热电阻却要用三线制呢?

2016-6-27 22:23:02点击:
    首先要先了解两者的测温原理,热电阻是通过电阻值方式来测量温度,而热电偶却是电压方式测量温度,其实本公司可以做成两种三线制的热电偶,说到这大家都不会信把,第一种是加一个屏蔽变成抗干扰的三线,不过这不是真正的三线制热电偶,真正的三线制热电偶是需要一个补偿二极管,技术问题就不多说了,这是一款出口的产品,还是看图把。热电阻采用三线制内部有桥式补偿可以消除延长线路对热电阻阻值的影响,热电偶产生的热电动势只与测量点与自由端的温度有关。热电阻有二线制、三线制、四线制还有最多六线制、八线制。实际证明热电阻采用三线制的接线方式比二线制的要稳定。因为三线制方式可以进行热电阻的冷端补偿。三线制的热电阻是可以进行些许的误差补偿的,但并不是说其线性度就不好,一般在低温环境中,PT100等三线制的热电阻跟K型或者J型热电偶的效果相差无异。但是在温度较高的场合中,还是热电偶线性度较好 。

    热电阻使用四线制或者三线制,主要是为了补偿导线电阻。因为热电阻使用电阻值表示温度值,所以导线的电阻不能不计。四线就是电阻每一端有两根线,这两根线之间的电阻就是导线电阻。三线制也是同样的道理。变送器转换时减掉导线电阻就得到真实电阻。
三线制的接线方式比二线制的要稳定,因为热电阻是通过测量其阻值的线性变化来反应温度的,用三线制是为了减少线路造成的误差,但仪表得有补偿的功能,如果没有这功能就
要追溯到早期的云母铂电阻了,云母铂电阻就是两线制的,它的做法是铂金丝的阻值加上导线的阻值合体成为100欧姆的电阻值。


目前热电阻的引线主要有三种方式 
  1。二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合 
 
  2。三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的。 
 
  3。四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。 
 
pt100热电阻采用三线式接法的原因 

  pt100热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线 (从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。工业上一般都采用三线制接法。热电偶产生的是毫伏信号,不存在这个问题。
  
  pt100热电阻温度传感器0℃时电阻值为100Ω,电阻变化率为0.3851Ω/℃。由于其电阻值小,灵敏度高,所以引线的阻值不能忽略不计,采用三线式接法可消除引线线路电阻带来的测量误差,原理如下:
  
  pt100热电阻引出的三根导线截面积和长度均相同(即r1=r2=r3),测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥,铂电阻(Rpt100)作为电桥的一个桥臂电阻,将导线一根(r1)接到电桥的电源端,其余两根(r2、r3)分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样两桥臂都引入了相同阻值的引线电阻,电桥处于平衡状态,引线线电阻的变化对测量结果没有任何影响。
   
首先使用三线接制法做出来的测量设备与使用二线接制法测量出来的设备相比,三线接制法测量出来的温度数据与实际的温度数据相比,具有更加精确地特点。从这一方面,就确定了很多测量温度的工作,在实施的时候就应该使用三线接制法。
  
  其次虽然使用四线接制法做出来的测量设备测量的时候,测量数据更准确,但是使用三线接制法做出来的测量设备可以使用在测量范围窄或者导线长的环境中,而且就算是导线长,也不会出现测量的温度值因为导线长数值发生变化的特点。