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Pt100温度传感器采用2线3线或4线接线图
2021-06-29
Pt100温度传感器采用2线3线或4线接线图 上海维连电子Pt100温度传感器采用2线3线或4线接线图


Pt100 温度的基本结构基于位于组件内测量点的精密电阻器，通过一段电缆连接到测量仪器。该电缆还可能包括其他组件，例如互连、温度变送器等。然而，在所有情况下，传感元件和系统中的下一个组件之间都必须存在某种电气连接。
显然，当使用 Pt100 RTD 传感器测量温度时，我们只对传感元件的电阻感兴趣。然而，添加到测量电路的任何组件，包括所用的电线或电缆，也有其自身的电阻。如果不仔细考虑，这可能会导致测量错误。
Pt100、Pt1000和 NTC 是电阻温度计中最常用的测量元件。在这里维连来更详细地考虑连接类型的问题。
 
电阻温度计根据温度改变其电阻。这种物理效应使得用 Pt100 测量过程的温度成为可能。电阻由电子设备（例如温度变送器）通过使用恒定电流并测量电压降来确定。根据欧姆定律 (R = U/I)，在恒定电流 [I] 下，电阻 [R] 和电压 [U] 彼此成正比。有三种可能的方式将 Pt100 连接到变送器：2 线、3 线或 4 线连接。

2 线制连接中的 Pt100温度传感器
虽然完全可以使用两线连接来连接 Pt100，但您应该明白，由于引线的电阻，这会引入测量误差。这是因为测量仪器将测量测量电路的总电阻，而不仅仅是传感元件本身的总电阻。
如果考虑到每摄氏度温度变化的电阻变化仅为 0.3851Ω，那么添加电阻仅为 1Ω 的连接线也会导致大约 +2.6°C 的误差。
话虽如此，经常使用两线连接，过程参数制造许多具有这种连接类型的传感器。对于电缆长度非常短的机器制造商，它通常用作成本较低的解决方案。两线连接适用于以下几种特殊情况： 
●应用对精度要求不高的场合。
●传感器电缆很短的地方。
●其中误差是通过测试和应用于测量仪器的偏移量来确定的。
如果您的应用需求不属于这些，那么有补偿引线电阻的标准方法。
使用 2 线连接时，电缆的电阻会作为测量误差添加。对于横截面为 0.22 mm 2的铜缆，适用以下指导值：0.162 Ω/m → Pt100 为 0.42 °C/m。对于带有 Pt1000 的版本，电源线的影响（0.04 °C/m）相对于基本电阻小 10 倍。相对于带有 NTC 测量元件的基本电阻 R25（例如 R25 = 10k），引线电阻变得不那么重要。由于 NTC 的倾斜特性曲线，较高温度下的影响不成比例地增加。
Pt100温度传感器采用2线3线或4线接线图 上海维连电子
3 线制连接中的 Pt100温度传感器
添加第三根导线，连接到测量元件的一侧，有助于补偿引线电阻。测量电路中使用的三根导线中的每根导线在导体尺寸和长度方面都相同，这一点非常重要。这是因为测量结果是平均的，只有在所有三根导线具有相同电阻的情况下才能提供良好的精度。连接线的最大长度取决于导体横截面和评估电子设备（变送器、显示器、控制器或过程控制系统）的补偿选项。 
3 线连接规范的工作原理是通过检测器测量电阻值，并通过连接在检测器一侧的一对电线获取第二个电阻值。从总和中减去该电阻值就得到隔离测量元件的电阻值。
迄今为止，三线连接是 Pt100 温度测量中使用的所有接线类型中最常见的。许多仪器使用这种连接方法，包括温度变送器、温度控制器、面板显示器和数据记录器，并且在许多情况下，如果使用 2 线系统，将无法正常运行。
如果使用的是4线传感器，3线仪，你可以简单地忽略4次 线并悬空。

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4 线制连接中的 Pt100温度传感器
为了获得最大的精度，您应该选择四线 Pt100 RTD 规格。该测量系统是完全补偿测量系统中所有引线电阻的唯一方法，即使每根导线具有不同的电阻。
测量系统使用一对导线承载用于测量的激励电流，第二对导线用于通过测量电压降来测量传感检测器的电阻。
由于 4 线连接方法可以完全补偿所有引线电阻，因此我们强烈建议在使用高规格 Pt100（例如 1/5 或 1/10 DIN 公差）时使用这种方法。我们认为，指定具有相关成本的高容差温度传感器，然后使用劣质测量系统是一种错误的经济做法。四线连接主要用于实验室和校准应用以及需要最高精度的任何地方。
4 线制连接完全消除了连接导线对测量结果的影响，因为连接导线的导线电阻中任何可能的不对称也得到了补偿。
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替代措施
示例：150 °C 时的测量误差，电缆长度 10 m，导体横截面 0.22 mm2
显着降低布线影响的另一种可能性是增加导体横截面。横截面为 0.5 mm 2 时，线路电阻仅为 0.036 Ω/m 或 0.1 °C/m。这两种选择（3/4 线连接或增加横截面）都会导致布线成本更高，这可能会带来问题，尤其是在机器制造等成本敏感的市场中。作为成本和精度之间的折衷方案，对于较短的电缆长度，可以提供 A 类 2 线连接 Pt1000 测量元件。
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综上所述只有在 4 线制连接中使用 Pt100 才能实现最高的测量精度。
A 类 Pt1000 测量元件在 2 线连接中也提供良好的测量精度，是机器制造中 3 线或 4 线连接的经济替代方案。

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