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热电阻测温三线制接线原理

热电阻测温三线制接线原理
热电阻测温三线制接线原理

热电阻测温三线制接线原理

采用三线制接线的原因

电阻是基本电参数之一,其阻值 R 可按伏安特性定义,即 R=U/I,其中U 为电阻两端的电压,I 为流过电阻的电流或者按功率 P 来定义,即 R=P/(I^2)。。

可见测量热电阻必须在热电阻两端连接导线,而导线的阻值以及阻值随温度变化的特性以及引入的其它干扰,必然会影响测量结果。而要消除这种影响,就必须知道引线的状况,在对热电阻进行测量的同时,从引线的两端对引线进行监测。在两根引线参数一致的前提下,要知道其中一根的状况,至少需要增加一根导线,用来将测量引线中的一根的现场端连接到仪表端。这就是热电阻的三线制连接的由来。

电桥三线制测量原理

热电阻测量仪表(温度指示仪、温度变送器等)比较常见的是采用电桥作为前置电路,在采用三线制的条件下,能够有效的消除现场到控制室之间数十到数千米导线对的测量造成的影响。

为了说明其工作原理,下面从电桥平衡原理说起。

对图一所示的电桥,当A、C 端加上电压Ue时,B、D端的电压:

Uo=Ue×[R2/(R1+R2)]-Ue×[R3/(R3+R4)]

当电桥平衡,即Uo=0时,有:

Ue×[R2/(R1+R2)]=Ue×[R3/(R3+R4)]

整理后有:

R1×R3=R2×R4或 R1/R2=R4/R3

由这个公式可以看出电桥平衡时:

供电电压Ue波动时,输出电压Uo不变;

桥路的四个桥臂电阻R1、R2、R3、R4按相同比例变化时,输出电压Uo不变;

相邻的两个桥臂电阻(R1、R4,R2、R3,R1、R2,R3、R4)

按相同比例变化时,输出电压Uo不变;

在平衡电桥的任意一个桥臂上增加一个电阻R△,如图二所示。

当R△= 0时,电桥仍然保持平衡;

当R△发生改变时,Uo的变化仅与R△的变化相关

这时如果将R△作为被测热电阻代入桥路,桥臂电阻的一部分转化为测量接线的电阻值R1’、R2’,如图三所示。

则根据前面的分析可以看出:

当Ra’、Rb’按相同比例发生变化时,对桥路输出Uo没有影响。Rc变化会影响桥路供电电压,但对输出Uo没有影响。桥路输出Uo仅和被测热电阻R△有关。

在实际测量电路中,电桥并不一定设计成平衡状态,热电阻从那个桥臂接入也没有一定之规,但采用三线制接法,利用电桥的平衡能力消除连接导线影响的基本原理是相通的。

以电桥作为热电阻测温仪表的前置电路,可以将热电阻的阻值直接转换成相应的电压,对后续电路没有严格要求,同时可以有效克服接线电阻对测量的影响。通过对桥路参数的合理选择,可以使仪表获得良好的抗干扰能力,所以在热电阻测温仪表中广泛采用。

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!

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

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)

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:

热电阻电路测温计设计

燕山大学 传感器原理及应用课程设计题目:热电阻温度传感器器 学院(系)电气工程学院 年级专业: 12级自动化仪表 学号: 120103020133 学生姓名:马冰卿 指导教师:童凯 教师职称:教授

一、概述 1.1 热电阻温度传感器简介 热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计。 热电阻温度传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。热电阻广泛用于测量-200~+850°C范围内的温度,少数情况下,低温可测至1K,高温达1000°C。 热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成,热电阻也可以与温度变送器连接,将温度转换为标准电流信号输出。 用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率,输出最好呈线性,物理化学性能稳定,复线性好等。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。 1.2 pt100热电阻简介 pt100是铂热电阻,它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为:当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆,在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理:当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆,它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的。

二、工作原理 2.1 热电阻工作原理 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。下面以铂电阻温度传感器为例:Pt100 是电阻式温度传感器,测温的本质其实是测量传感器的电阻,通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号,然后再将模拟信号转换成数字信号,再由处理器换算出相应温度。 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 ()[]010t t Rt Rt -+=α (1) 式中,Rt 为温度t 时的阻值;Rt0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: t e Rt B A = (2) 式中Rt 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。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。 2.2 接线方式 采用pt100测温一般有三种接线方式:二线制、三线制、四线制。 ① 二线制接法:这种接法不考虑PT100电缆的导线电阻,将A/D 采样端与电流源的正极输出端接在一起,这种接法由于没有考虑测温电缆的电阻,因此只能适用于测温距离较近的场合。

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。

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/ea15479252.html,/Tech_news/Detail/62604.html

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。

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

推荐使用的热电阻Pt100测温电路

铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温(-200℃~650℃)范围的温度测量中。 PT100是一种广泛应用的测温元件,在-50~600℃℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势,包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系,所以需要进行非线性校正。校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正,模拟校正有很多现成的电路,其精度不高且易受温漂等干扰因素影响,数字化校正则需要在微处理系统中使用,将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中,根据电路中实测的AD值以查表方式计算相应温度值。 常用的Pt电阻接法有三线制和两线制,其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上,使得导线电阻得以消除。常用的采样电路有两种:一为桥式测温电路,一为恒流源式测温电路。其中图1为三线制桥式测温电路,图2为两线制桥式测温电路,图3为恒流源式测温电路。下面分别对桥式电路和恒流源式电路的原理在设计过程中应注意事项进行说明(注:这两个电路本人均有采用及试验,证明可行) 一、桥式测温电路 桥式测温的典型应用电路如图1所示(图1和图2均为桥式电路,分别画出来是为了说明两线制接法和三线制接法的区别)。 测温原理:电路采用TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源;采用R1、R2、VR2、Pt100构成测量电桥(其中R1=R2,VR2为100Ω

精密电阻),当Pt100的电阻值和VR2的电阻值不相等时,电桥输出一个mV级的压差信号,这个压差信号经过运放LM324放大后输出期望大小的电压信号,该信号可直接连AD转换芯片。差动放大电路中R3=R4、R5=R6、放大倍数=R5/R3,运放采用单一5V供电。 设计及调试注意点: 1. 同幅度调整R1和R2的电阻值可以改变电桥输出的压差大小; 2. 改变R5/R3的比值即可改变电压信号的放大倍数,以便满足设计者对温度范围的要求 3. 放大电路必须接成负反馈方式,否则放大电路不能正常工作 4. VR2也可为电位器,调节电位器阻值大小可以改变温度的零点设定,例如Pt100的零点温度为0℃,即0℃时电阻为100Ω,当电位器阻值调至109.885Ω时,温度的零点就被设定在了25℃。测量电位器的阻值时须在没有接入电路时调节,这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变。 5. 理论上,运放输出的电压为输入压差信号×放大倍数,但实际在电路工作时测量输出电压与输入压差信号并非这样的关系,压差信号比理论值小很多,实际输出信号为 4.096*(RPt100/(R1+RPt100)- RVR2/(R1+RVR2)) (1) 式中电阻值以电路工作时量取的为准。 6. 电桥的正电源必须接稳定的参考基准,因为如果直接VCC的话,当网压波动造成VCC发生波动时,运放输出的信号也会发生改变,此时再到以VCC未发生波动时建立的温度-电阻表中去查表求值时就不正确

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。

桥式测温

热电阻测温三线制接线原理(我的原创) 热电阻测温三线制接线原理 热电阻测温传感器 热电阻是电阻值随温度变化的温度检测元件。它是利用物体(常见的是特定的金属或半导体材料)的导电率随温度变化而变化的原理制成。它的阻值跟温度的变化成正比,随着温度上升而成匀速增长。 使用热电阻测温的过程实际上是一个测量置于测量点上的热电阻的阻值的过程。 采用三线制接线的原因 电阻是基本电参数之一,其阻值R 可按伏安特性定义,即R=U/I,其中U 为电阻两端的电压,I 为流过电阻的电流或者按功率P 来定义,即R=P/(I^2)。。 可见测量热电阻必须在热电阻两端连接导线,而导线的阻值以及阻值随温度变化的特性以及引入的其它干扰,必然会影响测量结果。而要消除这种影响,就必须知道引线的状况,在对热电阻进行测量的同时,从引线的两端对引线进行监测。在两根引线参数一致的前提下,要知道其中一根的状况,至少需要增加一根导线,用来将测量引线中的一根的现场端连接到仪表端。这就是热电阻的三线制连接的由来。 电桥三线制测量原理 热电阻测量仪表(温度指示仪、温度变送器等)比较常见的是采用电桥作为前置电路,在采用三线制的条件下,能够有效的消除现场到控制室之间数十到数千米导线对的测量造成的影响。 为了说明其工作原理,下面从电桥平衡原理说起。 对图一所示的电桥,当A、C端加 上电压Ue时,B、D端的电压: Uo=Ue×[R2/(R1+R2)]-Ue×[R3/(R3+R4)] 当电桥平衡,即Uo=0时,有: Ue×[R2/(R1+R2)]=Ue×[R3/(R3+R4)]

整理后有: R1×R3=R2×R4或R1/R2=R4/R3 由这个公式可以看出电桥平衡时: 供电电压Ue波动时,输出电压Uo不变; 桥路的四个桥臂电阻R1、R2、R3、R4按相同比例变化时,输出电压Uo不变; 相邻的两个桥臂电阻(R1、R4,R2、R3,R1、R2,R3、R4) 按相同比例变化时,输出电压Uo不变; 在平衡电桥的任意一个桥臂上增加一个电阻R△,如图二所示。 当R△= 0时,电桥仍然保持平衡; 当R△发生改变时,Uo的变化仅与R△的变化相关 这时如果将R△作为被测热电阻代入桥路,桥臂电阻的一部分转化为测量接线的电阻值R1’、R2’,如图三所示。

热电阻的测温电路

热电阻的测温电路公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

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)

什么是热电阻两线三线或四线制的方式

由于热电阻本身的阻值较小,随温度变化而引起的电阻变化值更小,例如,铂电阻在零度时的阻值R0=100Ω,铜电阻在零度时R0=100Ω。因此,在传感器与测量仪器之间的引线过长会引起较大的测量误差。在实际应用时,通常采用所谓的两线、三线或四线制的方式,如图所示。 (a ) 电路原理 (b ) 二线制 (c ) 三线制 (d ) 四线制 图 热电阻的接入方式 在图(a )所示的电路中,电桥输出电压Vo 为 当R>>Rt 、Rr 时, 式中:Rt 为铂电阻, Rr 为可调电阻,R 为固定电阻,I 为恒流源输出电流值。 Vo

1.二线制 二线制的电路如图(b)所示。这是热电阻最简单的接入电路,也是最容易产生较大误差的电路。 是为保持电桥平衡的电位器。二线制的接入电图中的两个R是固定电阻。R r 路由于没有考虑引线电阻和接触电阻,有可能产生较大的误差。如果采用这种电路进行精密温度测量,整个电路必须在使用温度范围内校准。 2.三线制 三线制的电路如图(c)所示。这是热电阻最实用的接入电路,可得到较高的测量精度。 是为保持电桥平衡的电位器。三线制的接入电图中的两个R是固定电阻。R r 路由于考虑了引线电阻和接触电阻带来的影响。R l1、R l2和R l3分别是传感器和驱动电源的引线电阻,一般说来,R l1和R l2基本上相等,而R l3不引入误差。所以这种接线方式可取得较高的精度。 3.四线制 四线制的电路如图(d)所示。这是热电阻最高精度的接入电路。 图中R l1、R l2、R l3和R l4都是引线电阻和接触电阻。R l1和R l2在恒流源回路,不会引入误差。R l3和R l4则在高输入阻抗的仪器放大器的回路中,也不会带来误差。 上述三种热电阻传感器的引入电路的输出,都需要后接高输入阻抗、高共模抑制比的仪器放大器。 热电阻的应用原理 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。 1.热电阻测温原理及材料 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,现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。 2.热电阻的结构 (1)精通型热电阻工业常用热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点见表 2-1-11。从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制,有 (2)铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,如图2-1-7所示,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。 (3)端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面,其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 (4)隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。

基于单片机的热电阻温度检测

温度是一个非常重要的物理量,因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品产量等一系列问题。因此对温度的检测的意义就越来越大。温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们的生化领域中,得到了广泛应用。在工业生产过程中,很多时候都需要对温度进行严格的监控,以使得生产能够顺利的进行,产品的质量才能够得到充分的保证。使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制,保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行,从而提高企业的生产效率。本课程设计采用金属热电阻温度计进行测温,工业中常采用三线制接法,尤其是在测温范围窄,导线长,架设铜导线途中温度发生变化等情况。并通过ADC0809模数转换后经单片机送显示。 关键词:热电阻 ADC0809 AT89C52 显示

引言 (1) 一.系统原理及原理图 (1) 1.系统原理 (1) (1)温度检测与处理 (1) (2)模数转换 (2) (3)温度显示 (2) 2.系统原理图 (2) 二.温度检测模块的设计 (2) 1.电阻温度计简介 (2) 2.温度检测及信号处理 (3) 三.模数转换 (3) 1.模数转换简介 (3) 2.ADC0809简介…………………………………………4. 3.单片机与ADC0809的连接 (4) 四.显示及声光报警电路 (5) 五.系统总电路图 (6) 六.总结 (8) 体会 (9) 参考文献 (10)

引言 自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着极其广泛的应用,温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展,通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如:在冶金工业、化化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行监测和控制。采用MCS-51单片机对温度进行控制,不仅具有控制方便、组太简单和灵活性大等优点,而且可以把幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。因此,单片机对温度的控制问题是一个工业中经常会遇到的问题。温度控制在我们的日常生活中是非常有用的,我们利用温度控制来更好的为我们的生活工作所服务,随着单片机行业的迅速发展,将会有更好的温度控制仪的出现。一.系统原理及原理图 1.系统原理 该电阻温度检测系统由三部分组成:温度检测与处理,模数转换,温度显示。(1)温度检测与处理 电阻式温度计是利用物质在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。当被测介质中有温度阶梯存在时,所所测得温度是感温元件所在范围介质中的平均温度。尽管导体或半导体材料的电阻值对温度的变化都有一定的依赖关系,但适用于制作温度检测元件的并不多,作为热电阻必须满足以下要求: ①要有尽可能大而且稳定的电阻温度系数 ②电阻率要大,以便在同样灵敏度下减小元件的尺寸 ③电阻随温度变化要有单值函数关系,最好呈线性关系 ④在电阻的使用温度范围内,其化学和物理性能稳定,在加工时要有较好的工艺性 ⑤材料要易于提纯,要能分批复制而不改变其性能,要有良好的相互互换性

热电阻测温原理及常见故障分析

热电阻测温原理及常见故障分析 热电阻是中低温区最常用的一种测温元件。一般情况下,测量500℃以上的较高温度时用热电偶,但是热电偶对于500℃以下的中低温度区域,因其输出的热电势很小,对二次仪表的抗干扰措施要求很高,若采用热电偶通常难以实现精确测量,因此,在较低温区域,考虑到冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出,一般使用热电阻温度测量仪表较为合适,这是因为在中低温度区域热电阻具有测量准确度高,性能稳定的特点。热电阻在工业应用十分广泛,本文介绍了热电阻测温原理,并对热电阻常见故障进行分析。 1 测量原理 热电阻的测量原理基于导体或半导体材料的电阻与温度之间存在的函数关系。即当温度变化时导体或半导体的电阻也随之而变化,然后通过显示仪表显示出被测对象的温度数值。 热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。铂电阻准确度高,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,适用于无腐蚀介质。此外,也采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。 热电阻按结构特点分普通型热电阻、铠装热电阻、隔爆型热电阻、端面热电阻四类。普通型热电阻通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成,具有测量准确度高,性能稳定可靠等优点。实际运用中以Pt100铂热电阻运用最为广泛。铠装热电阻是由感温元件、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,它具有热响应时间快,抗振动,能弯曲,便于安装,使用寿命长等优点。隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把接线盒内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引起爆炸。端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成,紧贴在温度计端

三线制热电阻原理

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: ,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

热电阻测温原理及常见故障

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(最好呈线性关系)。 目前应用最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。中国最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种,它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000;铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种,它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu 50的应用最为广泛。 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。

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