三线制的高精度热电阻测量电路

关于三线制的高精度热电阻测量电路

针对使用中出现的三线制平衡电桥温度测温不准确问题,提出了一种与测量导线电阻无关的恒压分压式三线制热电阻测温方法。在分析了三线制平衡电桥法的基础上,提出了测量电路模型，描述了消除导线电阻的测量方法，分析了提高测量精度的措施，推导出了数字校准公式。使用通用运算放大器OP07与14位分辨率双积分型A/D转换器ICL7135设计了简洁的输入检测电路。经实验验证，该电路对于Pt100热电阻,导线电阻在0～20 Ω范围内,热电阻测量误差将优于±0.1%。

热电阻传感器是一种电阻值随环境温度变化而改变的温度传感器，其中用金属铂做成的热电阻因具有稳定性好、精度高、测温范围大等优点，而被广泛应用。测量温度的热电阻测温仪主要由热电阻传感器、测量显示仪表及连接导线组成。由于热电阻传感器自身的温度灵敏度较低，连接导线所具有的线路电阻对测量结果影响不容忽视，为了消除导线电阻的影响，热电阻测温仪广泛采用平衡电桥式三线制接法，这种方法使温度误差得到一定的补偿，但线路电阻的影响依然存在。提出基于恒压分压式三线制导线电阻补偿方法，电路简单，实现方便，可完全消除导线电阻的影响。相比于文献所提出的使用较多的硬件电路进行导线电阻补偿方法，该方法具有更加简洁的导线电阻补偿电路。

1 常用热电阻测量方法分析

对于Pt100铂热电阻，国际温标BS-90中给出其阻值随温度变化关系如式(1)所示。

式中，Rt为热电阻在温度为t℃时的阻值，R0为热电阻在温度为0℃时的阻值，R0=100 Ω，A=3．968 47×10-3℃-1，B=-5．847x10-7℃-2，C=-4．22x10-12℃-3是与传感器自身相关的系数。

由式(1)可知，Pt100热电阻的灵敏度约为0．38 Ω／℃，为减小连接导线的线路电阻对测量结果的影响，一般常用三线制电桥法进行测量。VR=1 V其电路原理如图1所示。Rt 为测温电阻，r为连接导线电阻，R1、R2、R3为固定桥臂，R1=R2=1 000 Ω，R3=100 Ω，VR为基准参考电压，G为测量仪表。在该电路中，3根导线分别连接传感器桥臂、电阻桥

臂和输出端。采用这个方法可以很容易地测出待测电阻Rt。但是，在实际使用时，温度传感器和测温电路之间往往有一定距离，连接导线的电阻率约为0．1～0．5 Ω／m，连接导线电阻r所引起的测量误差不能忽视。

如图1所示的电桥，在不考虑线路电阻r时，电桥的输出为：V‘c=VRRt／(R1+Rt)-VRR3／(R2+R3)，考虑线路电阻时，电桥输出Vc=VR(Rt+r)／(R1+Rt+r)-VR(R3+r)／(R2+R3+r)，假设电桥在Rt=Rx时电桥平衡，即R2Rx=R1R3，且满足桥臂电阻R1=R2=R3=Rx=R，当Rt发生△R变化时，即Rt=R+△R，可计算出此时电桥因线路电阻r的存在造成的误差为：

可以看出导线电阻r影响Rt的测量结果，并且无法通过调零电路完全消除。基于以上分析，提出了一种可完全消除导线误差的恒压分压式三线制高精度前置电路。

图1 三线制平衡电桥法测量原理图

2 恒压分压式三线制测量电路

2．1 测量原理

这里所使用的恒压分压式三线制法测电阻可以排除导线电阻的干扰，其等效原理图如图2所示。其中Rt为热电阻。r为导线等效电阻。VR为基准参考电压，VAD是A／D转换器的参考电压，β为电压放大倍数。

图2 恒压分压式三线制法测量原理图

由欧姆定律可得基本关系式：

由以上关系式可计算出：

从式(3)可以看出：在已知RV和VR的情况下，欲求Rt只需测出V2和V1，而与导线电阻r没有关系。且测量精度只取决于RV的精度与V1，V2的测量精度。在电桥法中无法消除的导线电阻在恒压分压式三线制方法中被完全消除。

由于热电阻当有电流通过时，会引起自身温度升高，所以必须考虑其本身自热误差，即必须考虑流过热电阻的电流所引起的升温误差。常用的Pt100热电阻驱动电流约为1 mA。0℃时相当于自热功率约0．1 mW，在高精度测量时，应进一步降低自热功率，减小自热误差。这里设置VR=2.5V，RV=10kΩ，则自热功率约为0．006 mW。

2．2 提高测量精度措施

与三线制平衡电桥法相拟，图2所示的电路输出电压V1与V2数值较小，还应加入一级电压放大后，再进行A／D转换。参考电压VR一般由精密恒压源提供稳定的电压信号，此外单片机软件在数学计算上选择适当的算法和字长时，该计算误差也可不计。但放大电路的放大倍数β和RV会因元器件个体而异，特别是在批量生产时元器件的精度难以保证统一，因此对一个具体输入电路而言，还需考虑β和RV带来的误差。

为了消除β和RV带来的误差，可以通过标定法，在仪表生产时进行自动标定计算，求得实际电路的β和RV值，再将这两个参数记录在仪表的非易失存储器中，在仪表进行温度测量时，读取该参数按式(1)进行计算，从而得到精确的测量温度。

如果把图2中长导线用尽可能短的导线代替(即r=O)，并以精密电阻R代替热电阻Rt，VAD是A／D转换器的参考电压，β为电压放大倍数，其余部分保持不变，则有：

在式(4)中，R是已知阻值的精密电阻；D是A／D转换的结果，该结果可方便地从仪表显示装置中读出；VR与VAD是基准电压，为恒定的常量；β为电路的总放大倍数；K是A／D转换的比例因子，如对于14位的A／D转换器，K=214。那么式(2)中只有2个未知数RV和β。对于一个具体输入电路，如果取2个阻值已知的精密电阻R1、R2分别接入图2所示电路进行标定(标定时，尽量使r=0)，就可以得到一个二元一次方程组。这样，对于一个具体输入电路而言，可从方程组解出β和RV，其结果如下：

上述标定方法可以总结为：2个阻值已知的精密标准电阻R1、R2分别接仪表的输入端，且使用连接导线的电阻尽量减小，这时记录仪表读数D1与D2，代入式(5)即可计算出所标定仪表的未知参数β和RV。在使用中，建议将VR与VAD使用同一个基准源，这样

式(5)中β的计算就与参考电压的精度无关。这种方法减小了不同基准源之间的差异，特别是减小了不同基准的时漂与温漂的影响。

2．3 测量电路

图3是高精度Pt100温度测量系统的前置输入电路部分，其中Pt100基准电压与A／D转换器ICL7135的基准电压为同一电压基准源，Pt100的2路测量输入信号V1与V2采用同一运算放大器放大(1+R3／R4)倍后进入A／D转换器，使用微型继电器K1进行通道选择，这种方法共用运算放大器、A／D转换器、基准电压源，减小了不同器件之间的差异对测量结果的影响。ICL7135的A／D转换结果通过串行方式与单片机相连，可以大大节约单片机的IO口。该电路在标定时，使用标准电阻100Ω与300Ω进行标定，将标定结果β和RV存入单片机系统的EEPROM中。在实际测量中，单片机系统将β和RV取出，作为已知值，由式(3)计算出电阻Rt值。

图3 恒压分压式三线制法测量及A/D转换电路

2．4 测量电路试验分析

对比三线制平衡电桥法，该电路检测结果得到了大大提高，表1是2种不同方法的测量标准电阻值的对比。其中r为线路电阻。

表1热电阻阻值测量结果

从表1中可以看出，由于三线制平衡电桥法理论测量结果即存在较大误差，且随线路电阻r的增加，引起的误差越大，随待测热电阻阻值增大，绝对误差也呈增大的均势。表1中，最大相对误差为被测电阻Rt=300 Ω，线路电阻r=20 Ω时，达到了2．57％。本文采用改进后的三线制法的实测结果在所测数据范围内最大绝对误差只有0．3 Ω，最大相对误差为±0．1％。电路使用的A／D转换器仅相当于14位的A／D转换精度，若使用更高精度的A／D转换器，可达到更高的测量精度。在实际的热电阻传感器测温仪表中，还需加入由被测电阻转换为对应温度的相关程序。即在测量得到Rt后，由式(1)计算即可精确求解出实际的温度值。

3 结论

三线制平衡电桥法在热电阻测量中应用广泛，但存在无法消除传感器引线电阻引起测量误差的问题。本文分析了测量热电阻平衡电桥法中存在的问题，提出了恒压分压式三线制测量方法，分析了测量电路产生误差的原因及影响因素，推导并建立了待测电阻的影响参数及公式，设计了完整的测量电路，包括信号放大器和A／D转换器以及与单片机的接口电路。最终对所设计电路的测试精度进行试验测定，试验表明，三线制平衡电桥法测标准电阻值在100～300Ω，线路电阻在0～20Ω时最大测量误差达到2．57％，而平衡三线制测量误差只有±0．1％。从而获得了高精度的三线制热电阻测量电路。

高精度接触电阻测量系统

一．设计名称：高精度接触电阻测量系统 二．具体要求： 用于检测各种电器的接地电阻、接触电阻等，以确定良好接地或导通。 1.被测对象 用电器与蓄电池负极电阻值 接触器、开关的接触电阻值 2.测量范围 0.5mΩ—100mΩ 3.测量精度 10uΩ（0.01mΩ） 4.测量点数 20点 5.超限报警 三．具体设计 接触电阻是触点接触工作性能的最基本的参数, 接触电阻直接反映继电器触点接触的可靠性。在研究继电器可靠性过程中, 一般都要对触点接触电阻进行监测。因此触点接触电阻的测量是继电器可靠性研究中的重要一环, 接触电阻的测量有多种方法。工程中, 通常采用四端法(其测试条件为开路电压6V , 电流10mA ) 来测量实际触点的接触电阻, 对于大容量的触点,也有采用27V ×100mA 的方法来测量接触电阻。本设计采用矩形脉冲电流来测量接触电阻。 在正常情况下, 继电器触点的接触电阻Rj约在10m8 左右, 触点流过10mA 电流时, 触点两端的电压降Uj为100LV , 由于此电压降数值较小, 对测量接触压降U j 的仪表要求具有较高的灵敏度, 但是灵敏度提高信杂比变小, 要想获得较高的测量精度颇为困难。为了提高测量精度, 同时为了根据接触电阻来研究触点接触可靠性, 可以设法提高通过触点的电流的数值。一般认为测量电流提高, 接触电阻也升高, 触点上的电流电压呈现非线性关系。当通电电流增加时, 触点间的电压降也随之增大, 由接触电阻而产生的焦耳热使触点温度升高, 而接触电阻与温度间关系可表示为: 如果大电流通过触点, 但通电时间很短(如小于300Ls) , 接触电阻产生的焦耳热使触点温度升高不多, 则由(1) 式可知, 接触电阻值变化不大。另一方面, 由于温度上升不多, 虽然接触压降可能超过触点材料的软化压降或熔化压降, 但触点接触面也不会发生软化或熔化。同时, 由于电流值较大, 在触点上的接触压降较高, 使得测量精度提高, 减少了信杂

电子电路设计实验(热电阻温度测量系统的设计与实现)

北京邮电大学 电子电路综合设计实验 课题名称：热电阻温度测量系统的设计与实现

索引 一、概要 1.1、课题名称 热电阻温度测量系统的设计与实现 1.2、报告摘要 为了实现利用热敏电阻测量系统温度，设计实验电路。利用热电阻100为温度测量单元，系统主要包括传感电路、放大电路、滤波电路、转换电路和显示电路五个单元构成。通过包含热敏电阻的电桥电路实现温度信号向电信号的转换，利用三运放差分电路实现放大差模信号抑制共模信号并通过二极管显示二进制数来显示温度值。此电路可以定量的显示出温度的与转换器输入电压的关系，再通过量化就可以实现温度测量的功能。报告中首先给出设计目标和电路功能分析，然后讨论各级电路具体设计和原理图，最后总结本次实验并给出了电路图。 1.3、关键字 测量温度热敏电阻差分放大低通滤波转换 二、设计任务要求 （1）了解掌握热电阻的特性和使用方法。 （2）了解数模转换电路的设计和实现方法。 （3）了解电子系统设计的方法和基本步骤。 （4）设计一个利用热电阻100 为温度测量元件设计一个电子测温系统，用发光二极管显示的输出状态，并模拟测温（实际上实验室给的是300）， 用软件绘制完整的电路原理图（）。 三、设计思路与总体结构图

图1：热电阻温度测量的系统原理框图 如图将系统划分为传感器电路、放大电路、滤波电路、转换电路显示器和电源电路共六个单元。传感器是由100及若干精密电阻和电位器构成的电桥电路组成；放大器是有运放324构成仪表放大器，具有较高的共模抑制比和输入阻抗；滤波电路采用高精度07二阶低通有源滤波器；模数转换电路是用0804进行设计，并利用555N产生频率为1到1.3的时钟信号来使数模转换电路实现实时同步；显示电路由发光二极管构成；电源电路采用变压器、稳压模块和整流桥等器件进行设计。 四、分块电路和总体电路的设计 4.1、温度传感器电路设计 4.1.1铂热电阻 热电阻是利用温度变化是自身阻值随之变化的特性来测量温度的，工业上广泛的用于测量中低温区（-200℃—500℃）的温度。 铂热电阻在氧化性介质中，甚至在高温下，物理、化学性质都比较稳定，因此具有较好的稳定性和测量精度，主要用于高精度温度测量和标准测温装置中。 铂热电阻与温度的关系，在0—630.74℃以内为 在-190-0以内为： 式中为t时的电阻值；是0时的电阻值；t为任意温度值；A、B、C为 分度系数，，。 但是实际实验中的使用的是300，而且根据在实验室的实际测量300在20℃时是325Ω，而且其阻值随着温度的升高而降低。 4.1.2热电阻温度传感器的接入方式 热电阻由于精度高、性能稳定等优点在工业测试中得到广泛应用。流过热电阻的电流一般为4-5，不能过大，否则产生热量过多而导致影响测量精度。

热电阻的测温电路

Pt100热电阻的测温电路 [摘要] 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。 热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。 温度测量系统应用广泛，涉及到各行各业的各个方面，在各种不同的领域中都占有重要的位置。从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发，设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。才测量系统不但可以测量室内的温度，还可以测量液体等的温度，在实际应用中，该系统运行稳定、可靠，电路设计简单实用。 [关键字] 传感器 Pt100热电阻温度测量

目录 1 前言 (4) 1．1 传感器概况 (4) 1．2 设计目的 (7) 2 设计要求 (8) 2．1 设计内容 (8) 2．2 设计要求 (9) 3 原器件清单 (10) 4 Pt100热电阻的测温电路 (11) 4．1 总体电路图 (11) 4．2 工作原理 (11) 5 Pt100热电阻测温电路的原理及实现 (12) 5．1 测温电路的工作原理 (12) 5．2 测温电路的实现 (14) 5．3 测量结果及结果分析 (15) 6 制作过程及注意事项 (16) 6．1 制作过程 (16) 6．2 注意事项 (17) 7 总结 (18) 8 致谢 (19) 参考文献 (20)

四线制热电阻的特点及接线图

四线制热电阻的特点及接线图 国产热电阻有二线制，三线制，四线制。此篇文章介绍四线制热电阻的特点和接线方式，其他线制请参阅其他文档。 四线制:在热电阻体的电阻丝两端各连出两根引出线。测温时，它不仅可以消除引出线电阻的影响，还可以消除连接导线间接触电阻及其阻值变化的影响。四线制多用在标准铂电阻的引出线上。 四线制:在热电阻体的电阻丝两端各连出两根引出线。测温时，它不仅可以消除引出线电阻的影响，还可以消除连接导线间接触电阻及其阻值变化的影响。四线制多用在标准铂电阻的引出线上。 几个问题释疑： 1、Pt100热电阻的三种接线方式在原理上的不同：

二线制和三线制是用电桥法测量，最后给出的是温度值与模拟量输出值的关系。四线没有电桥，完全只是用恒流源发送，电压计测量，最后给出测量电阻值。 2、Pt100热电阻的三种接线方式对测量精度的影响 连接导线的电阻和接触电阻会对Pt100铂电阻测温精度产生较大影响，铂电阻三线制或者四线制接线方式能有效消除这种影响。与热电阻连接的检测设备（温控仪、PLC输入等）都有四个接线端子：I+、I-、V+、V-。其中，I+、I-端是为了给热电阻提供恒定的电流，V+、V-是用来监测热电阻的电压变化，依次检测温度变化。请参阅下图： （1）四线制就是从热电阻两端引出4线，接线时电路回路和电压测量回路独立分开接线，测量精度高，需要导线多。（2）三线制就是引出三线，Pt100B铂电阻接线时电流回路的参端和电压测量回路的参考为一条线（即检测设备的I-端子和V-端子短接）。精度稍好。（3）两线制就使引出两线，Pt100B铂电阻接线时接线时电流回路和电压测量回路合二为一（即检测设备的I-端子和V-端子短接、I+端子和V+短接短接）。测量精度差。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！

电阻测量的六种方法

电阻测量的六种方法 电阻的测量是恒定电路问题中的重点，也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法，从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。 一．欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理 它的结构如图1,由三个部件组成：G是内阻为Rg、 满偏电流为Ig的电流计。R是可变电阻，也称调零电阻， 电池的电动势为E，内阻为r。 图1 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。 当红、黑表笔接上待测电阻Rx时，由闭合电路欧姆定律可知： I = E/（R+Rg+Rx+r）= E/（R内+R X） 由电流的表达式可知：通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比，但存在一一对应的关系，即测出相应的电流，就可算出相应的电阻，这就是欧姆表测电阻的基本原理。 2．使用注意事项： （1）欧姆表的指针偏转角度越大，待测电阻阻值越小，所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反，即左大右小；电流表、电压表刻度是均匀的，而欧姆表的刻度是不均匀的，左密右稀，这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。 （2）多用表上的红黑接线柱，表示＋、－两极。黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极，电流总是从红笔流入，黑笔流出。 （3）测量电阻时，每一次换档都应该进行调零 （4）测量时，应使指针尽可能在满刻度的中央附近。（一般在中值刻度的1/3区域）

（5）测量时，被测电阻应和电源、其它的元件断开。 （6）测量时，不能用双手同时接触表笔，因为人体是一个电阻，使用完毕，将选择开关拨离欧姆档，一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。 二．伏安法测电阻 1．原理：根据部分电路欧姆定律。 2．控制电路的选择 控制电路有两种：一种是限流电路（如图2）； 另一种是分压电路。（如图3） （1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图3，其输出电压由ap 之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路： ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3．测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。 （1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图4、图5 图 2 图3

三线制热电阻传感器的故障分析

三线制热电阻传感器的故障分析 摘要：热电阻传感器是一种稳定性好、精度高、测量范围大的温度传感器，因而被广泛应用。但是热电阻传感器的连接导线电阻随温度的变化而变化，对测量结果的影响不容忽视。为了消除导线电阻的影响，热电阻测温常采用不平衡电桥式三线制接法，从而使温度误差得到了补偿。 关键词：热电阻、平衡电桥、三线制 一、热电阻与热电偶的区别 1.热电阻和热电偶的工作原理 热电偶工作原理是基于赛贝克效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。它由两根不同导线（热电极）组成，它们的一端是互相焊接的，形成热电偶的测量端（也称工作端）。将它插入待测温度的介质中；而热电偶的另一端（参比端或自由端）则与显示仪表相连。如果热电偶的测量端与参比端存在温度差，则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。 热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上或通过激光溅射工艺在基片形成。当被测介质有温度梯度时，则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。 2.如何选择热电偶和热电阻 根据测温范围选择：500℃以上一般选择热电偶，500℃以下一般选择热电阻； 根据测量精度选择：对精度要求较高选择热电阻，对精度要求不高选择热电偶； 根据测量范围选择：热电偶所测量的一般指“点"温，热电阻所测量的一般指空间平均温度。 二．热电阻的二线制原理和三线制原理的区别 1.热电阻的二线制原理 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。 图1-1 热电阻二线制接法

PT 测量原理及电路

PT100测量原理及电路 2007年10月02日星期二上午 09:14 1．非平衡电桥的工作原理 如图1所示，在惠斯顿电桥中：E为稳压电源，R1和R2为固定电阻，R P为可变电阻，R x为电阻型传感器，U out为电桥输出电压．当U out = 0时，电桥处于平衡状态，此时有 (1) 当U out ≠ 0时，电桥处于不平衡状态，则有 在一定条件下，调整电桥达到平衡状态．由（1）式可见，此时电桥的平衡状态与电源无关；当外界条件改变时，传感器的阻值R x会有相应的变化，这时电桥平衡被破坏，桥路两端的电压U out也随之而变，由 于桥路的输出电压 2．测量电路介绍 如采用电阻式传感器作为被测对象，传感元件的引出线有以下几种方式：二线制、三线制和四线制．采用二线制接法（图1），虽然导线电阻会给测量带来影响，但在测量精度要求不高、测量仪器与被测传感元件距离较近时，常采用二线制．但如果金属电阻本身的阻值很小，那末引线的电阻及其变化也就不能忽视，例如对于Pt100铂电阻，若导线电阻为1 Ω，将会产生2.5℃的测量误差．为了消除或减少引线电阻的影响，通常的办法是采用三线联接法加以处理，如图2所示．工业热电阻目前大多采用的都是三线制接法． 在三线制接线电路中，传感元件的一端与一根导线相接，另一端同时接两根导线．传感元件在与电桥配合时，与传感元件相接的三根导线粗细要相同，长度要相等，阻值要一致（图中r1，r2，r3即为引线电阻）．其中一根引线与测量仪表连接，由于测量仪表的内阻很大，可认为流过r2的电流接近于零．另两根引线分别与电桥的两个相邻臂相连，这样引

线电阻对测量就不会造成影响． 为了高精度的测量，可将电阻测量仪设计成图3所示的四线制测量电路．图中I为恒流源，r1、r2、r3、r4是引线电阻，R x为电阻型传感器，V为电压表．因为电压表内阻很大，则 且 因为U M= U x+ I V（r2+ r3），所以 由此可见，引线电阻将不引入测量误差． PT100前置放大电路 U out能反映出桥臂电阻的微小变化，因此通过测量输出电压即可以检测外界条件的变化．这种在非平衡条件下工作的电桥称为非平衡电桥，这样的测量方法为非电量电测法．

热电阻_规格_型号

热电阻及其测温原理 在工业应用中，热电偶一般适用于测量500℃以上的较高温度。对于500℃以下的中、低温度，热电偶的输出的热电势很小，这对二次仪表的放大器、抗干扰措施等的要求就很高，否则难以实现精确测量；而且，在较低温区域，冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出。所以测量中、低温度一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。 1、热电阻的测温原理 与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。 金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即 R t=R t0[1+α（t-t0）] 式中，R t为温度t时的阻值；R t0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 R t=Ae B/t 式中R t为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。 相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。 2、工业上常用金属热电阻 从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（好呈线性关系）。 目前应用广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。中国常用的有R =10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000；铜0 电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用为广泛。 3、热电阻的信号连接方式 热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。

热电阻接入电路两线制和三线制接线法的分析

1.10 热电阻接入电路两线制和三线制接线法的分析 热电阻接入电路两线制三线制接线法 1．分析两线制由于引线电阻的误差 图1-12中，r为引线的电阻，R t为Pt电阻，其中由欧姆定律可得： 当R r=R t时（电桥平衡），V0=-I22r 。 从V0的表达式可以看出，引线电阻的影响十分明显，两线制接线法的误差很大。 2．分析三线制如何消除引线电阻的误差 三线制接线法由图1-13所示，由欧姆定律可得： 当R r=R t时，电桥平衡，I1=I2，V0=0。 可见三线制接线法可很好的消除引线电阻，提高热电阻的精度。 工业用热电阻温度计的使用注意事项

热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻值随温度变化的性质来测量温度的，在工业生产中广泛用来测量(-100～500)℃范围的温度，其主要特点是测温准确度高，便于自动测量。由于热电偶在低温范围中产生的热电势小，因而对测量仪表要求严格，而采用热电阻温度计测量低温是很适宜的。 热电阻温度计按结构形式可分为普通工业型、铠装型及特殊型等。 常用的普通工业型热电阻主要有: 1.铂热电阻:广泛用来测量(-200～850)℃范围内的温度。在少数情况下，低温可测至1K，高温可测至1000℃。其物理、化学性能稳定，复现性好，但价格昂贵。铂热电阻与温度是近似线性关系。其分度号主要有Pt10和Pt100。 2.铜热电阻:广泛用来测量(-50～150)℃范围内的温度。其优点是高纯铜丝容易获得，价格便宜，互换性好，但易于氧化。铜热电阻与温度呈线性关系。其分度号主要有Cu50和Cu100。 铠装热电阻是在铠装热电偶的基础上发展来的，由热电阻、绝缘材料和金属套管三者组合加工而成，其特点是外形尺寸可以做得很小(最小直径可达20毫米)，因而反应速度快，有良好的机械性能，耐振耐冲击，具有良好的挠性，且不易受有害介质的侵蚀。 使用热电阻前必须检查它的好环，简易的检查方法是将热电阻从保护管中抽出，用万用表测量其电阻。若万用表读数为“0"或者万用表读数小于R0值，则该热电阻已短路，必须找出短路处进行修复；若万用表读数为“∞"，则该热电阻已断路，不能使用；若万用表读数比R0的阻值偏高一些，说明该热电阻是正常的。 热电阻的阻值不正确时，应从下部端点交叉处增减电阻丝，而不应从其它处调整。完全调好后应将电阻丝排列整齐，不能碰接，仍按原样包扎好。 经修复的热电阻，必须经过检定合格后方可使用。 热电阻安装时，其插入深度不小于热电阻保护管外径的8倍～10倍，尽可能使热电阻受热部分增长。热电阻尽可能垂直安装，以防在高温下弯曲变形。热电阻在使用中为了减小辐射热和热传导所产生的误差，应尽量使保护套管表面和被测介质温度接近，减小热电阻保护套管的黑色系数。 当用与热电阻相配的二次仪表测量温度时，热电阻安置在被测温度的现场，而二次仪表则放置在操作室内。如果用不平衡电桥来测量，那么连接热电阻的导线都分布在桥路的一个臂上。由于热电阻与仪表之间一般都有一段较长的距离，因此两根连接导线的电阻随温度的变化，将同热电阻阻值的变化一起加在不平衡电桥的一个臂上，使测量产生较大的误差。为减小这一误差，一般在测温热电阻与仪表连接时，采用三线制接法(图1)，即从热电阻引出三根导线，将连接热电阻的两根导线正好分别处于相邻的两个桥臂内(图2)。当环境温度变化而使导线电阻值改变时，其产生的作用正好互相抵消，使桥路输出的不平衡电压不会因之而改变。另一导线电阻R1的变动，仅对供桥电压有极微小的影响，但在准确度范围内。其示意图如下所示:

(推荐)热敏电阻测温电路

热敏电阻测温电路 热敏电阻测量电路 本测温控温电路适用于家用空调、电热取暖器、恒温箱、温床育苗、人工孵化、农牧科研等电热设备。其使用温度范围是0~50℃，测控温精度为±（0.2~0.5）℃. 2.2.1 原理电路 本测温控温电路由温度检测、显示、设定及控制等部分组成，见图2.2.1。图中D1~D4为单电源四运放器LM324的四个单独的运算放大器。RT1~RTn为PTC感温探头，其用量取决于被测对象的容积。 RP1用于对微安表调零，RP2用于调节D2的输出使微安表指满度。S 为转换开关。 图2.2.1 测温控温电路由RT检测到的温度信息，输入D1的反馈回路。该信息既作为D2的输入信号，经D2放大后通过微安表显示被测温度；又作为比较器D4的同相输入信号，与D3输出的设定基准信号，构成D4的差模输入电压。当被控对象的实际温度低于由RP3预设的温度时，RT的阻值较小，此时D4同相输入电压的绝对值小于反相输入电压的绝对值，于是D4输出为高电位，从而使晶体管V饱和导通，继电器K得电吸合常开触点JK，负载RL由市电供电，对被控物进行加热。当被控对象的实际温度升到预设值时， D4同相输入电压的绝对值大于反相输入电压的绝对值， D4的输出为低电位，从而导致V截止，K失电释放触点JK至常开，市电停止向RL供电，被控物进入恒温阶段。如此反复运行，达到预设的控温目的。

2.2.2 主要元器件选择本测温控温电路选用PTC热敏电阻为感温元件，该元件在0℃时的电阻值为264Ω，制作成温度传感器探测头，按图2.2.2线化处理后封装于护套内， 其电阻-温度特性见图2.2.3. 图2.2.2 线化电路线化后的PTC热敏电阻感温探头具有良好的线性，其平均灵敏度达16Ω/℃左右。如果采用数模转换网络、与非门电路及数码显示器，替代本电路的微安表显示器，很容易实现远距离多点集中的遥测。继电器的选型取决于负载功率。为便于调节，RP1~RP4选用线性带锁紧机构的微调电位器。 2.2.3 安装与调试调试工作主要是调整指示器的零点和满度指示。先将S接通R0，调节RP1使微安表指零，于此同时，调节RP4使其阻值与RP1相同，以保持D1与D4的对称性。然后将S接通R1，调节RP2使微安表指满度。最后，按RT的标准阻-温曲线，将RP3调到与设定温度相应的阻值，即可投入使用。本测温控温电路适用于家用空调、电热取暖器、恒温箱、温床育苗、人工孵化、农牧科研等电热设备。其使用温度范围是0~50℃，测控温精度为±（0.2~0.5）℃.

电流检测电阻

高精度电流检测电阻 作者：北京航空航天大学方佩敏 关键词：电流，精密电流检测电阻，集成电路 摘要：本文介绍了VISHAY公司的一些产品，它们都是精密电流检测电阻。 在一些电子测量仪器、装置或产品中，经常有测量电路中直流电流的需要，因此研发人员开发出各种各样的电流检测集成电路。它是一种I/V转换器，将测量的电流转换成相应的电压，即V=kI，其中k为比例常数。另外，在一些电子产品中要限制输出电流，以防止有故障时（负载发生局部短路或输出端短路、电源输出电压升高等）产生过流而造成更大损失。检测到有过流发生时，可以控制关断电源或负载开关，或以限制的电流输出。 图1 电流检测电路 图1是一种电流检测电路。RS是电流检测电阻，RL是负载（通常为直流电机、电磁阀或加热器等）。当电流流过电流检测电阻时产生一个电压降VRS，此电压输入电流检测IC，经放大器放大后输出与电流I成比例的电压V。为减小在RS上的电压降VR，检测电阻一般取很小阻值（几毫欧到几百毫欧）。 图2 过流保护的负载开关结构框图 图2是一种带过流保护的负载开关结构框图，图2中，RL是负载，RS是电流检测电阻。流过RS的电压降VRS与电流I成比例，此电压VRS输入负载开关VI端。若内部电流检测电路检测出有过流状态，输出过流信号（电平信号）给通、断控制电路，关断负载开关。一旦

开关断开，RS上电压VRS=0，开关又接通，产生振荡，如图3所示。输出电流将小于限制电流。更好的办法是通过FLAG端输出过流信号给μC,使μC输出低电平给负载开关ON端，关断负载开关。图2中未画出μC及μC与负载开关的连线。 从图1及图2可看出：无论电流测量或电流限制控制电路都需要外接电流检测电阻RS。RS 的选择是否正确及RS的质量好坏，对电流测量精度有很大的影响。 电流检测电阻的要求及特点 电流检测电阻是随电流测量、电流控制的要求开发出来的一种特殊电阻。电流的测量范围很广，从几毫安到几十安；测量的精度要求不同，电流检测电阻也有不同的规格以满足不同的需要。本文主要介绍高精度电流检测电阻，其主要要求及特点如下。 表1 CSM2512与CSM3637的主要性能参数 1.RS的阻值小于10? 为减少在RS上的电压降及减小在RS上的功率损耗，RS的阻值要求小。一般在大电流测量时（几安到几十安）要采用毫欧级的RS。例如，检测电流为12A，若RS=0.1?（100m?），则在RS上的压降VRS=1.2V，其功耗为14.4W。如果电源电压为12V，则在负载上的工作电压已降到10.8V；并且在检测电阻RS上的损耗也太大。若采用5m?的RS，则RS上的压降减小到0.075V，其功耗减少为0.72W。测量电流小时（如几十毫安到几百毫安），RS 值可取零点几欧姆到几欧姆。所以电流检测电阻RS的阻值是小于10?的。目前已开发出超小阻值的系列，有1m?、0.5m?、及0.3m?系列的电流检测电阻。 图3 内部电流检测电路产生振荡 2.四引线结构

热电偶测温原理及常见故障

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。其优点是： ①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。 ③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 1．热电偶测温基本原理 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 常用的热电偶材料有： 热电偶分度号热电极材料 正极负极 S 铂铑10 纯铂 R 铂铑13 纯铂 B 铂铑30 铂铑6 K 镍铬镍硅 T 纯铜铜镍 J 铁铜镍 N 镍铬硅镍硅 E 镍铬铜镍 2．热电偶的种类及结构形成

（1）热电偶的种类 常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。 标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 (2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： ①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； ②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； ③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； ④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 3．热电偶冷端的温度补偿 由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。 在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。 热电偶冷端补偿原理 热电偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时，冷端的（环境）温度变化，将影响严重测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。 热电偶的冷端补偿通常采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。电桥的三个桥臂为标准电阻，另外有一个桥臂由（铜）热电阻构成。当冷端温度变化（比如升高），热电偶产生的热电势也将变化（减小），而此时串联电桥中的热电阻阻值也将变化并使电桥两端的电压也发生变化（升高）。如果参数选择得好且接线正确，电桥产生的电压正好与热电势随温度变化而变化的量相等，整个热电偶测量回路的总输出电压（电势）正好真实反映了所测量的温度值。这就是热电偶的冷端补偿原理。

铂电阻两线制、三线制、四线制接法

铂电阻两线制、三线制、四线制接法作用区别！！2010-12-10 来源：天长市仪器仪表线缆厂>>进入该公司展台通常使用的铂电阻温度传感器有PT100，电阻温度系数为3.9×10－3／℃，0℃时电阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区(-200℃～650℃)最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计。 按IEC751国际标准，温度系数TCR=0.003851，Pt100(R0=100Ω)、Pt1000(R0=1000Ω)为统一设计型铂电阻。 传感器的结构： 两线制： 传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长。 三线制： 要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响。采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。四线制： 当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量未知电阻上的压降，计算得出电阻值 文章链接：工控网(百站) https://www.wendangku.net/doc/581462903.html,/Tech_news/Detail/62604.html

三线制的高精度热电阻测量电路

关于三线制的高精度热电阻测量电路 针对使用中出现的三线制平衡电桥温度测温不准确问题,提出了一种与测量导线电阻无关的恒压分压式三线制热电阻测温方法。在分析了三线制平衡电桥法的基础上,提出了测量电路模型，描述了消除导线电阻的测量方法，分析了提高测量精度的措施，推导出了数字校准公式。使用通用运算放大器OP07与14位分辨率双积分型A/D转换器ICL7135设计了简洁的输入检测电路。经实验验证，该电路对于Pt100热电阻,导线电阻在0～20 Ω范围内,热电阻测量误差将优于±0.1%。 热电阻传感器是一种电阻值随环境温度变化而改变的温度传感器，其中用金属铂做成的热电阻因具有稳定性好、精度高、测温范围大等优点，而被广泛应用。测量温度的热电阻测温仪主要由热电阻传感器、测量显示仪表及连接导线组成。由于热电阻传感器自身的温度灵敏度较低，连接导线所具有的线路电阻对测量结果影响不容忽视，为了消除导线电阻的影响，热电阻测温仪广泛采用平衡电桥式三线制接法，这种方法使温度误差得到一定的补偿，但线路电阻的影响依然存在。提出基于恒压分压式三线制导线电阻补偿方法，电路简单，实现方便，可完全消除导线电阻的影响。相比于文献所提出的使用较多的硬件电路进行导线电阻补偿方法，该方法具有更加简洁的导线电阻补偿电路。 1 常用热电阻测量方法分析 对于Pt100铂热电阻，国际温标BS-90中给出其阻值随温度变化关系如式(1)所示。 式中，Rt为热电阻在温度为t℃时的阻值，R0为热电阻在温度为0℃时的阻值，R0=100 Ω，A=3．968 47×10-3℃-1，B=-5．847x10-7℃-2，C=-4．22x10-12℃-3是与传感器自身相关的系数。 由式(1)可知，Pt100热电阻的灵敏度约为0．38 Ω／℃，为减小连接导线的线路电阻对测量结果的影响，一般常用三线制电桥法进行测量。VR=1 V其电路原理如图1所示。Rt 为测温电阻，r为连接导线电阻，R1、R2、R3为固定桥臂，R1=R2=1 000 Ω，R3=100 Ω，VR为基准参考电压，G为测量仪表。在该电路中，3根导线分别连接传感器桥臂、电阻桥

应变片式电阻传感器的测量电路

应变片式传感器的测量电路 电阻应变计可把机械量变化转换成电阻变化，但电阻变化是很小的，用一般的电子仪表很难直接检测。例如，常规的金属应变计的灵敏系数k 值在1.8~4.8之间，机械应变在10~6000με之间，相对变化电阻 /R R k ε?=就比较小。 例1设某被测件在额定载荷下产生的应变为1000με，粘贴的应变计阻值120R =Ω，灵敏系数2k =，则其电阻的相对变化为 6/21000100.002R R k ε-?==??= 电阻变化率仅为0.2%。这样小的电阻变化，必须用专门的电路才能测量。测量电路把微弱的电阻变化转换为电压的变化，电桥电路就是这种转换的一种最常用的方法。 2.3.1 应变电桥 电桥电路即是惠斯通电桥，其结构如图所示。四个阻抗臂1234 ,,,Z Z Z Z 以顺时针排列，AC 是电源端，工作电压为U ；BD 为输出端，输出电压为0U 。在这个阻抗电桥的桥臂上接入应变计，就叫应变电桥。 应变电桥按不同的方式可分为不同的类型，主要有以下分类方式。 1 按工作臂分 单臂电桥：电桥的一个臂接入应变计。 双臂电桥：电桥的两个臂接入应变计。 全臂电桥：电桥的四个臂都接入应变计。 2 按电源分 按电源不同，可分为直流电桥和交流电桥。 直流电桥的电源是直流电压，其桥臂只能接入阻性元件，主要用于应变电桥的输出，不需中间放大就可直接显示的情况。例如半导体应变计的输出灵敏度高，可采用直流应变电桥作为测量电路，直接输出并显示结果。 交流电桥的电源是交流电压，其桥臂可以是阻性（R ）、感性（L ）或容性（C ）元件。主要用于输出需放大的场合。例如金属应变计的输出灵敏度较低，应采用这种交流应变电桥作为测量电路，以进一步放大输出。 3 按工作方式分 图2.3.1 电桥电路的结构

真正的热电阻三线制接线法

真正的热电阻三线制接线 法 Prepared on 22 November 2020

真正的热电阻三线制接线法 一．什么是热电阻元件的三线制引线方式 在热电阻感温元件的一端连接两根引线，另一端连接一根引线，此种引线形式就叫三线制。它可以消除内引线的影响，测量精度高于两线制，其常用于测温范围窄，导线太长或导线布线中温度易发生变化的场合。三线制引线方式常与电桥电路配合使用，两个导线分别接在电桥的两个桥臂上，另一根线接在电桥的电源上，消除了引线电阻变化的影响。即三线制引线方式可以减小或消除由于引线电阻变化所引起的测量误差。 二．热电阻与显示仪表的三线制接线法 在生产中，热电阻温度仪表大多是采用不平衡电桥来进行测量的。其测量电路原理如1所示，由于把热电阻接入电桥的铜导线的电阻值会随着环境温度的变化而发生变化，如果只把连接导线接在一个桥臂上，当环境温度变化时，连接导线电阻的 图1 变化值将与热电阻RT的电阻变化值相叠加，而产生附加误差。所以在工业上普遍采用三线制的接线方法，把导线2与3分别接至电桥的两个桥臂上，当电

线的电阻变化时。可以互相抵消一部分，以减少对仪表示值的影响。但误差减小是有限度的，对于不平衡电桥，只有在仪表刻度的始点才能得到全补偿，而在满刻度时上述的附加误差是最大的。对于不平衡电桥还要考虑电源引线的附加温度误差，当有电流流过热电阻连接电源的导线1时，会有一定的电压降，当环境温度变化时，电桥的上、下支路电压也会随之发生变化，从而给仪表带来一定的附加温度误差。 三．什么是真正的热电阻三线制接线法 三线制接线法，必须要和相应线制的热电阻元件配合使用才能做到真正意义上的三线制接线。但在现实中，很多工厂使用的热电阻，其保护管内的热电阻元件大多只有两根引线，即热电阻元件是两线制的，从保护管接线盒至显示仪表虽然用了三根连接导线，但这只能算是两线制的热电阻接线方法，或只能叫三导线的热电阻两线制接线方法。 说明:本文仅涉及用电阻法测量热电阻阻值方法的相关问题。

电阻电感电容测量仪高精度

电赛设计报告 题目：电阻、电容、电感测量仪指导教师：陈军波 年级：2010 学院：生物医学工程 专业：生物医学工程 学生姓名： 2012年4月9日

简易电阻、电容和电感测试仪 一、任务 设计并制作一台数字显示的电阻、电容和电感参数测试仪。 二、要求 1．基本要求 （1）测量范围：电阻100Ω～1MΩ；电容100pF～10000pF；电感100μH～10mH。 （2）测量精度：±5%（三年级），±10（二年级）。 （3）具有四位数字显示功能。 2．发挥部分 （1）扩大电阻、电容或电感的其中任何一种的测量范围：测量上限或者下限扩展10倍（二年级）。 扩大电阻、电容或电感的每一种的测量范围：测量上限或者下限扩展10倍（三年级）。 （2）提高测量精度，电阻、电容或者电感其中一种的测量精度提高到1%（三年级），5%（二年级）。 （3）测量量程自动转换。 三、评分意见

一、系统方案论证 1 平衡电桥法测量原理 桥电路由未知阻抗z ，已知标准电阻S R 和具有总电阻P R 的电阻性电位计 组成，电桥各元素分别是Z 、s R 、()P R x -1、P xR 。其中x 代表电位计变换的位置。电桥由正弦交流电源0u 供电，频率为d U ο 0ω为桥路输出电压。 当改变电位计x 的位置时，就可得到半平衡电桥。真正的半平衡状态是d U ο 与一个特定的桥路电压相差900。可用相敏检测仪检测出来。这种方案的优点是测量的精度很高，同时可以测量电容和电阻的大小，但其电路电路复杂,调节起来麻烦，实现起来较为困难。 2.伏安法：最经典的方法，它的测量原理来源于阻抗的定义。即若已知流经 被测阻抗的电流相量并测得被测阻抗两端的电压，则通过比率便可得到被测阻抗的相量。显然，要实现这种方法，仪器必须能进行相量测量及除法运算.，而且需要精确的信号发生电路，整个电路的复杂程度就大大的提高了，软件的设计和 芯片的获得也是问题，所以放弃了此方案。 2．谐振法 谐振法：利用RC 和LC 震荡的原理，把L 和C 的数值转换成单片机容易测量的数字频率信号，再利用频率和R 和C 或L 和C 的关系，利用单片机算出C 和L 的数值。此方法软件容易设计，芯片容易得到，测量结果容易调试，所以采用此方法。 频率测量

热电阻测量电路

1、二线制接法 采用两线制的测温电桥如图所示：（a）为接线示意图，（b）为等效原理图。从图中可以看出热电阻两引线电阻RW和热电阻RW一起构成电桥测量臂，这样引线电阻RW因沿线环境温度改变引起的阻值变化量2△RW和因被测温度变化引起热电阻Rt的增量值△Rt一起成为有效信号被转换成测量信号，从而影响温度测量精度。 （a）示意图（b）等效原理图 分析两线制由于引线电阻的误差 图中，r为引线的电阻，Rt为Pt电阻，其中由欧姆定律可得： 当Rr=Rt时（电桥平衡），V0=-I2*2r 。 从V0的表达式可以看出，引线电阻的影响十分明显，两线制接线法的误差很大。 //由于连接导线的电阻RL1、RL2无法测得而被计入到热电阻的电阻值中，使测量结果产生附加误差。如在100℃时Pt100热电阻的热电阻率为0.379Ω/℃，这时若导线的电阻值为2Ω，则会引起的测量误差为5.3 ℃。 2、三线制接法

三线制接线法构成如图所示测量电桥，可以消除内引线电阻的影响，测量精度高于两线制。目前三线制在工业检测中应用最广。而且，在测温范围窄或导线长，导线途中温度易发生变化的场合必须考虑采用三线制热电阻。 （a）示意图（b）等效原理图 三线制接线法由图1-13所示，由欧姆定律可得： 当Rr=Rt时，电桥平衡，I1=I2，V0=0。 可见三线制接线法可很好的消除引线电阻，提高热电阻的精度。 3、四线制接法 如图所示，在热电阻感温元件的两端各连两根引线，此种引线形式称为四线制热电阻。在高精度测量时，要采用如图所示四线制测温电桥。此种引线方式不仅可以消除内引线电阻的影响，而且在连接导线阻值相同时，可消除该电阻的影响，还可以通过CPU定时控制继电器的一对触点C和D的通断，改变测量热电阻中的电流方向，消除测量过程中的寄生电势影响。四线制测量方式不受连接导线的电阻的影响. 当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供

高精度电流检测电阻

高精度电流检测电阻作者去者日期 2008-1-20 11:15:00 1 推荐 作者：北京航空航天大学方佩敏 在一些电子测量仪器、装置或产品中，经常有测量电路中直流电流的需要，因此研发人员开发出各种各样的电流检测集成电路。它是一种I/V转换器，将测量的电流转换成相应的电压，即V=kI，其中k为比例常数。另外，在一些电子产品中要限制输出电流，以防止有故障时（负载发生局部短路或输出端短路、电源输出电压升高等）产生过流而造成更大损失。检测到有过流发生时，可以控制关断电源或负载开关，或以限制的电流输出。 图1 电流检测电路 图1是一种电流检测电路。RS是电流检测电阻，RL是负载（通常为直流电机、电磁阀或加热器等）。当电流流过电流检测电阻时产生一个电压降VRS，此电压输入电流检测IC，经放大器放大后输出与电流I成比例的电压V。为减小在RS 上的电压降VR，检测电阻一般取很小阻值（几毫欧到几百毫欧）。

图2 过流保护的负载开关结构框图 图2是一种带过流保护的负载开关结构框图，图2中，RL是负载，RS是电流检测电阻。流过RS的电压降VRS与电流I成比例，此电压VRS输入负载开关VI 端。若内部电流检测电路检测出有过流状态，输出过流信号（电平信号）给通、断控制电路，关断负载开关。一旦开关断开，RS上电压VRS=0，开关又接通，产生振荡，如图3所示。输出电流将小于限制电流。更好的办法是通过FLAG端输出过流信号给μC,使μC输出低电平给负载开关ON端，关断负载开关。图2中未画出μC及μC与负载开关的连线。 从图1及图2可看出：无论电流测量或电流限制控制电路都需要外接电流检测电阻RS。RS的选择是否正确及RS的质量好坏，对电流测量精度有很大的影响。 电流检测电阻的要求及特点 电流检测电阻是随电流测量、电流控制的要求开发出来的一种特殊电阻。电流的测量范围很广，从几毫安到几十安；测量的精度要求不同，电流检测电阻也有不同的规格以满足不同的需要。本文主要介绍高精度电流检测电阻，其主要要求及特点如下。