三线制热电阻传感器的故障分析
热电阻测温原理及常见故障
?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。
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。
热电阻三线制接法原理
热电阻三线制接法原理
热电阻是一种可以利用材料在温度变化时产生的电阻变化来测量温度的传感器。
在实际应用中，常使用热电阻三线制接法来减小线路阻抗对温度测量值的影响。
热电阻三线制接法由三个导线组成：两个接线端子和一个中性导线。
其中一个接线端子将热电阻的一个端点与测量仪器的正极连接，另一个接线端子将热电阻的另一个端点与测量仪器的负极连接。
中性导线则连接热电阻的中间点与测量仪器的实地连接。
这样设计的目的是为了消除传感器引线阻值对测量的影响。
传感器引线的电阻对温度测量结果会造成误差，这是由于不同长度的引线会导致不同的电阻值。
在常规的两线制接法中，这种电阻会对温度测量值产生较大的影响。
通过使用三线制接法，测量仪器可以使用中性导线来补偿传感器引线阻值的影响。
中性导线与测量仪器的实地连接相当于一个电流环，这样可以减小传感器引线阻抗对温度测量结果的影响。
同时，由于热电阻式广泛应用于工业现场，常常需要长距离传输信号，因此使用三线制接法还能减小线路阻抗的影响，提高信号传输的稳定性。
总结来说，热电阻三线制接法可以通过中性导线来补偿传感器引线阻值对温度测量结果的影响，从而提高测量的精确性和稳定性。
热电阻测温系统的维护与故障处理
中 图分 类 号 ： ＴＨ８ １ １
文 献标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ： Ｏ ６ ２ ７ （ ０ １ ０ —０ ７ － ０ １Ｏ — ５ ２ ２ １ ）１ ０ １ ２
Ｍ ａｎｔ ｎ ｎ ｅ ａ ｄ Ｆ ｕ ｔＴｒ ａ ｍｅ ｔ ｏ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒ ｎ ｙ ｔ ｍ ｆＴｈ ｒ ａ ｓｓ ｏ ｉ ｅ ａ ｃ ｎ ａ ｌ ｅ ｔ ｎ ｆ Ｔｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｍ ａ ｕ ｉ ｇ Ｓ ｓ ｅ ｏ ｅ ｍ ｌＲｅ ｉｔ ｒ Ｓ ｎ ｔｏ ｏ ｇ Ｄｅ ａ
面 从热 电阻 的 工作 原 理 引 申 出相 关 的一 些 问 题 ， 以提 高 从
业 人员 的重 视程 度 。
的 应用 极其 广 泛 。 目前 应 用 最 广 泛 的热 电 阻 材 料 是 铂 和 铜 ： 电 阻 精 度 高 ， 用 于 中性 和 氧 化 性 介 质 ， 定 性 好 ， 铂 适 稳 具 有一 定 的非 线 性 ， 度 越 高 电 阻 变 化 率 越 小 ； 电 阻 在 温 铜 测 温范 围 内 电 阻值 和 温 度 呈 线 性 关 系 ， 度 线 数 大 ， 用 温 适
摘
要 ： 热 电 阻 的工 作 原理 出发 ， 从 阐述 了 热 电阻 的 种 类 、 作 方 式 ， 结 了热 电 阻 仪 表 在 使 用 中 的常 见 故 障 并 给 出 了相 应 工 总
的 分析 与 处 理 方 法 。
关 键词 ： 电阻 ； 热 三线 制 ； 四线 制 ； 路 电阻 线
Ｏ 引 言
温 度是 度 量 物体 冷 热程 度 的 物 理 量 ， 生 产 和 科 学 试 在
的， 不仅广泛应 用于工 业测温 ， 且被 制成基 准仪 。 目 它 而 前 主 要 有 金属 热 电 阻 和 半 导 体 热 敏 电 阻 两 类 。相 比 较 而 言 ， 敏 电阻 的 温 度系 数 更 大 ， 热 常温 下 的 电 阻值 更 高 （ 常 通 在 数 千 欧 以上 ） 沮互 换 性 较 差 ， 线 性 严 重 ， 温 范 围 只 ， 非 测 有 一５ ＂ ０Ｃ￣３ ｏＣ， 我 厂 只 用 在 无 纸 记 录 仪 室 内 温 度 检 ０￣ 在
热电阻pt100三线制接法
热电阻pt100三线制接法
热电阻PT100是一种常用的温度传感器，广泛应用于工业控制和自动化领域。
它的三线制接法是一种常见的连接方式，能够提高测量的准确性和稳定性。
在热电阻PT100的三线制接法中，传感器的引线分为三根，分别是测量线、补偿线和电源线。
测量线是连接传感器和测量仪表的线路，负责传递温度信号。
补偿线则用来补偿测量线的电阻对测量结果的影响，起到抵消误差的作用。
电源线则为传感器供电。
三线制接法相对于两线制接法来说，能够更好地消除导线电阻对测量结果的影响，提高测量的准确性。
在传感器到测量仪表的信号线中，通过引入补偿线，可以使得测量仪表测量到的电阻值减少。
这是因为补偿线与测量线的电阻值相等，但是由于补偿线没有传递温度信号，所以不会对测量结果产生影响。
在实际应用中，我们需要根据具体的测量环境和要求来选择合适的接法。
如果测量线较长或者环境干扰较大，那么三线制接法可以更好地提高测量的稳定性和准确性。
而在一些测量要求不高或者环境干扰较小的情况下，两线制接法也是可以使用的。
除了三线制接法，热电阻PT100还有其他常见的接法方式，如两线制接法和四线制接法。
两线制接法简单方便，适用于一些要求不高的场合。
四线制接法则更为精确，可以消除导线电阻对测量结果的
影响，适用于对测量精度要求较高的场合。
总的来说，热电阻PT100的三线制接法是一种常见且有效的连接方式，能够提高测量的准确性和稳定性。
在实际应用中，我们需要根据具体的测量环境和要求来选择合适的接法方式，以确保测量结果的准确性。
三线制热电阻工作原理解析及常见故障分析
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,即两种不同热点特性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势的物理现象。
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；页脚内容1页脚内容2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 热电阻二线制接法如图1-1 所示，假设现场的可变电阻RTD 接在电桥的一个桥臂上，另外三个桥臂上均接了电阻R ，这样在检流计中流过的电流就会随着热电阻阻值的变化而变化。
三线制热电阻工作原理解析及常见故障分析
三线制热电阻传感器的障碍分解之阳早格格创做纲要：热电阻传感器是一种宁静性佳、粗度下、丈量范畴大的温度传感器，果而被广大应用.然而是热电阻传感器的连交导线电阻随温度的变更而变更，对付丈量截止的做用阻挡轻视.为了与消导线电阻的做用，热电阻测温常采与不仄衡电桥式三线制交法，进而使温度缺面得到了补偿.闭键词汇：热电阻、仄稳电桥、三线制一、热电阻与热电奇的辨别热电奇处事本理是鉴于赛贝克效力,即二种分歧热面个性的导体二端连交成回路，如二连交端温度分歧，则正在回路内爆收热电势的物理局里.它由二根分歧导线（热电极）组成，它们的一端是互相焊交的，产死热电奇的丈量端（也称处事端）.将它拔出待测温度的介量中；而热电奇的另一端（参比端大概自由端）则与隐现仪容贯串.如果热电奇的丈量端与参比端存留温度好，则隐现仪容将指出热电奇爆收的热电动势.热电阻是利用金属导体大概半导体有温度变更时自己电阻也随着爆收变更的个性去丈量温度的，热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝匀称天绕正在绝缘资料做成的骨架上大概通过激光溅射工艺正在基片产死.当被测介量有温度梯度时，则所测得的温度是感温元件天圆范畴内介量层的仄稳温度.2.怎么样采用热电奇战热电阻根据测温范畴采用：500℃以上普遍采用热电奇，500℃以下普遍采用热电阻；根据丈量粗度采用：对付粗度央供较下采用热电阻，对付粗度央供不下采用热电奇；根据丈量范畴采用：热电奇所丈量的普遍指“面"温，热电阻所丈量的普遍指空间仄稳温度.二．热电阻的二线制本理战三线制本理的辨别正在热电阻的二端各连交一根导线去引出电阻旗号的办法喊二线制.那种引线要领很简朴，然而由于连交导线必定存留引线电阻r ，r 大小与导线的材量战少度的果素有闭，果此那种引线办法只适用于丈量粗度较矮的场合.图1-1 热电阻二线制交法如图1-1 所示，假设现场的可变电阻RTD 交正在电桥的一个桥臂上，其余三个桥臂上均交了电阻R ，那样正在检流计中流过的电流便会随着热电阻阻值的变更而变更.设电源电压为E ，可变电阻RTD 的阻值t R R R =+∆，检流计的电压值为0U ，则估计如下：1222(2)r R E R r R +∆=-++∆（1）正在热电阻的根部的一端连交一根引线，另一端连交二根引线的办法称为三线制，常常热电阻采与三线制交法.采与三线制是为了与消连交导线电阻引起的丈量缺面.那是果为丈量热电阻的电路普遍是不仄衡电桥.热电阻动做电桥的一个桥臂电阻，其连交导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，那一部分电阻是已知的且随环境温度变更，制成丈量缺面.采与三线制，将导线一根交到电桥的电源端，其余二根分别交到热电阻天圆的桥臂及与其相邻的桥臂上，那样与消了导线线路电阻戴去的丈量缺面.图1-2 热电阻的三线制交法共上咱们设电源电压为E ，可变电阻RTD 的阻值t R R R =+∆，检流计的电压值为0U ，则估计如下：由于分母中2(2)r R r +相对付于所有电路去道很小，不妨忽略不计，果此三线制交法中的检流计电压0122(4)R U E R r R ∆=-++∆（2）对付比（1）式战（2）式，咱们不易收当前估计得到的二线制交法的0U 中分子多了导线的电阻2r ，果此正在本量丈量热电阻的温度时便会将导线的电阻估计正在内，故而对付本量的截止制成缺面.所以正在本量应用中，三线制热电阻比二线制越收粗确，应用也越收广大.三．本量应用中三线制热电阻的障碍分解（1）当DCS 绘里上隐现的热电阻温度动摇较为剧烈时，普遍情况下均是交触不良所制成的.那是果为温度是一种变更比较缓缓的量，属于惯性关节.特天是热容较大的被测对付象.（如检测粉仓温度的时间，温度基础上皆不会爆收剧烈的动摇.）那种情况下，咱们该当到现场查看热电阻各交线端子处的端子交线是可有紧动局里大概连交导线有无似断似连的局里.（2）若DCS绘里上隐现的热电阻温度为整，然而是正在现场用万用表测A、C大概者B、C间的电阻值时，创制阻值与本量相符.那时咱们先到工程师站调出那个面的面仔细，找出热电阻连交的模块的位子，而后瞅瞅该模块的交线情况，如果十足仄常，那便是电缆的问题了.（3）如果DCS绘里隐现的温度比本量的下，则大概由于交线端子交触不良大概交线紧脱、那段制成电阻删大所至.那时间应付于电阻杆交线盒内的交线柱战各其中间端子箱的对付应端子举止查看并紧固.其余也有大概由于端子与导线间有氧化层使得电阻删大所引起，那种情况可使用砂纸大概其余工具将氧化层去除即可.当温度值隐现为无贫大时，普遍情况下障碍本果是由于线路启路引起.（4）如果DCS绘里隐现的温度比本量的要矮，则线路中大概有短路局里大概者是三线制的C线电阻删大所引起.四、普及热电阻测温粗度的要领1、热电阻的四线制交法正在热电阻体的电阻丝二端各连进二根引出线，与电位好计贯串交，其中二根引线与恒流源贯串，让热电阻Rt流过已知电流I；其余二根引线将热电阻上的电压落Ut引到电位好计的丈量端，电位好计测得该电压落，即可得到Rt （/）.其交线图如图1-3所示.由于是正在电位好计仄Rt Ut I稳时读数，电位好计不与电流，果此二根丈量引线不电流流过，进而真足与消了引线电阻变更对付测温的做用.四线制交法适用于粗稀测温用的热电阻，常常正在真验室测温战计量尺度处事中使用.图1-3 热电阻的四线制交法2.恒压分压式三线制丈量电路为了与消导线电阻的做用，热电阻测温仪广大采与仄稳电桥式三线制交法，那种要领使温度缺面得到一定的补偿，然而线路电阻的做用依旧存留.提出鉴于恒压分压式三线制导线电阻补偿要领，电路简朴，真止便当，可真足与消导线电阻的做用.(1)丈量本理那里所使用的恒压分压式三线制法测电阻不妨排除导线电阻的搞扰，其等效本理图如图1-4所示.其中Rt为热电阻，r为导线等效电阻.VR为基准参照电压，VAD是/A D变换器的参照电压，β为电压搁大倍数.图1-4 恒压分压式三线制法丈量本理图由欧姆定律可得基础闭系式：由以上闭系式可估计出：122(2)/()t V R R R V V V V =-- （3）由式（3）不妨瞅出：正在已知RV 战VR 的情况下，欲供Rt 只需测出V2战V1，而与导线电阻r 不闭系.且丈量粗度只与决于RV 的粗度战V1、V2的丈量粗度.正在电桥法中无法与消的导线电阻正在恒压分压式三线制要领中被真足与消.由于热电阻当有电流利过时，会引起自己温度降下，所以必须思量其自己自热缺面，即必须思量流过热电阻的电流所引起的降温缺面.（2）普及丈量粗度的步伐与三线制仄稳电桥法相似，图2所示的电路输出电压V1与V2数值较小，还应加进一级电压搁大后，再举止A ／D 变换.参照电压VR 普遍由粗稀恒压源提供宁静的电压旗号，别的单片机硬件正在数教估计上采用适合的算法战字万古，该估计缺面也可不计.然而搁大电路的搁大倍数β战RV 会果元器件个体而同，特天是正在批量死产时元器件的粗度易以包管统一，果此对付一个简直输进电路而止，还需思量β战RV 戴去的缺面.为了与消β战RV 戴去的缺面，不妨通过标定法，正在仪容死产时举止自动标定估计，供得本量电路的β战RV 值，再将那二个参数记录正在仪容的非易得保存器中，正在仪容举止温度丈量时，读与该参数按公式举止估计，进而得到透彻的丈量温度.如果把图2中少导线用尽大概短的导线代替(即r=0)，并以粗稀电阻R 代替热电阻Rt ，VAD 是A ／D 变换器的参照电压，β为电压搁大倍数，其余部分脆持稳定，则有：12R AD V RV DV V V R R K β===+ （4） 对付于一个简直输进电路，如果与2个阻值已知的粗稀电阻R1、R2分别交进图2所示电路举止标定(标定时，尽管使r=0)，便不妨得到一个二元一次圆程组.那样，对付于一个简直输进电路而止，可从圆程组解出β战RV ，其截止如下：21211221222111221(1){V AD R D D R R R D R D R R D R D D V D R D R kV β-=--=+- (5)上述标定要领不妨归纳为：2个阻值已知的粗稀尺度电阻R1、R2分别交仪容的输进端，且使用连交导线的电阻尽管减小，那时记录仪容读数D1与D2，代进式(5)即可估计出所标定仪容的已知参数β战RV.正在使用中，修议将VR 与VAD 使用共一个基准源，那样式(5)中β的估计便与参照电压的粗度无闭.那种要领减小了分歧基准源之间的好别，特天是减小了分歧基准的时漂与温漂的做用.3.丈量电路考查分解对付比三线制仄稳电桥法，该电路检测截止得到了大大普及，表1是2种分歧要领的丈量尺度电阻值的对付比.其中r 为线路电阻.简直的丈量截止如表1所示.表1 热电阻阻值的丈量截止从表1中不妨瞅出，由于三线制仄稳电桥法表里丈量截止即存留较大缺面，且随线路电阻r的减少，引起的缺面越大，随待测热电阻阻值删大，千万于缺面也呈删大的均势.表1中，最大相对付缺面为被测电阻Rt=300 Ω，线路电阻r=20 Ω时，达到了2．57％.本文采与矫正后的三线制法的真测截止正在所测数据范畴内最大千万于缺面惟有0．3 Ω，最大相对付缺面为±0．1％.电路使用的A／D变换器仅相称于14位的A／D变换粗度，若使用更下粗度的A／D变换器，可达到更下的丈量粗度.正在本量的热电阻传感器测温仪容中，还需加进由被测电阻变换为对付应温度的相闭步调.五．论断本文通过对付三线制与二线制热电阻丈量本理战电路的分解，叙述了三线制热电阻正在丈量温度时劣于二线制的本果，即三线制能减小导线电阻对付丈量截止的做用.共时还提出了进一步与消导线电阻的二种要领：四线制战恒压分压式三线制，然而是本量应用中，三线制热电阻的使用范畴仍旧很广大的.其次，分离三线制热电阻的表里分解战现场的情况，咱们还分解了现场热电阻测温度时所逢到的一些障碍以及办理要领，进而让咱们更佳的认识了热电阻那个瞅似简朴的测温器件.六．参照文件1黄芳缓闽燕. 热电阻温度丈量电路的钻研. 华夏科技疑息2008 第16期2 赵振华周伟. 鉴于分压式本理丈量热电阻阻值的要领. 电子丈量技能 2008 第8期3 赵岚齐德枯. 热电阻测温电路非线性补偿. 传感器技能2002 第5期4 缓英王超. 热电阻测温电路安排.工业仪容与自动化拆置 2000 第4期5 衣启斌龚艺. 闭于Pt100型铂热电阻温度变收器的钻研. 自动化仪容 1998 第9期。
三线制热电阻工作原理解析及常见故障分析
三线制热电阻工作原理解析及常见故障分析Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998三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,即两种不同热点特性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势的物理现象。
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。
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。
热电阻测温系统的故障模式及运行对策
２ ４０ ； １２ ５
２０３） ０ ４ ７
摘
要： 通过 介 绍 热 电 阻 （ Ｔ 测 温 系 统 的 特 点 和 三 线 制 接 线 方 式 ， 结 了近 年 来 华 东 电 网 几 个 抽 水 蓄 能 电 Ｒ Ｄ） 总
站 Ｒ Ｄ测 温 系统 发 生 的故 障 ， 过 对 五 类样 品典 型 Ｒ Ｄ故 障模 式 的 剖 析 以及 失 效 机 理 的 分 析 ， 出 了 完 善 Ｔ 经 Ｔ 提 和 提 高抽 水 蓄能 电站 Ｒ ＴＤ测 温 系统 可 靠 运 行 的措 施 与 建 议 。
Ｒ Ｄ 固 定 在 同 一 个 刚 体 上 。 但 发 现 不 少 抽 水 蓄 Ｔ
子 盒及 不 同长度 的信号 导线 。如此 多 的环节 和信
号导线 ， 只要 中间任何 一个 环节 出现 问题 ， 会影 都 响到温 度测 量系 统 的正常工 作 。
能机 组将 Ｒ Ｄ 随意 放 置 在 瓦孔 内 （ 有 采 取 固 Ｔ 没 定措施 ） 这种安 装方 式不 仅 由于机组 振动 容易 造 ，
在众 多 的 测 量 温 度 方 法 中 ， 用 ＲＴ 测 得 采 Ｄ 的温 度值不 但精 确 而 且 稳定 ， 线 性 也 比热 电偶 其 要 好 。常用 的 ＲＴ 为 铂 热 电 阻 Ｐ ， 温 范 围 Ｄ ｔ。测 。 可达 一２ ０ ５ ７ ￣８ ０Ｃ。采 用 Ｒ ｏ ＴＤ测 温 有 多 种接 线 方式 ，ｎ ｉ－ －线制 、 三线 制和 四线制 。抽 水蓄 能 电站 机组 目前 大多采 用 三 线 制 连接 方 式 ， 要 用 于上 主 下导轴 承温 度 、 推力 轴 承温 度 以及 水 导 温 度 等 的 测量 和控制 。通 常将 Ｐ 与 电桥配 套 使用 ， ｔ 能有
热电阻三线制原理
热电阻三线制原理
热电阻三线制原理是一种用于测量温度的传感器，常用于工业控制系统和实验室环境中。
它是根据物体温度对电阻值的影响来工作的。
热电阻传感器通常由一个金属或半导体材料制成，它的电阻值会随着温度的变化而变化。
其中，热电阻传感器的测量电路中包含三条线路，分别是电源线、信号线和接地线。
电源线：它连接到电源，为传感器提供所需的电能。
通常是红色的。
信号线：它连接到测量仪器，将传感器测量到的温度信号传递给仪器。
信号线的颜色可以是白色或其他颜色。
接地线：它用于连接传感器的金属外壳（通常是黑色）到大地或地面。
接地线的作用是提供一个稳定的参考电位，以确保信号的准确性。
热电阻三线制原理的工作过程如下：
1. 当电源线连接到电源时，电源会提供电能给传感器。
2. 传感器的热敏元件感知到环境温度，其电阻值随温度变化而变化。
3. 传感器的信号线将测量到的电阻值信息传递给测量仪器。
仪
器通过测量电阻值的变化来计算温度值。
4. 接地线将传感器的金属外壳连接到地面，提供稳定的参考电位，以确保测量结果准确可靠。
总的来说，热电阻三线制原理是通过测量热敏元件的电阻值来间接反映环境温度的变化。
通过连接电源线、信号线和接地线，传感器可以将温度变化转化为电信号，供测量仪器分析和显示。
pt100热电阻三线制原理
pt100热电阻三线制原理
热电阻是一种测量温度的传感器，常用的类型之一是PT100
热电阻。
PT100热电阻是基于铂电阻特性工作的，其电阻值随
温度的变化而变化。
为了准确地测量温度，通常需要使用三线制连接方式。
三线制连接方式是通过三条导线来连接PT100热电阻和测量
设备。
其中两条导线用于传递电流，一条导线用于测量电阻的电压。
三条导线的接线方式如下：
- 第一条导线连接PT100热电阻的一端，同时连接一个稳定的
电流源。
- 第二条导线连接PT100热电阻的另一端，同时连接一个电压表。
- 第三条导线连接电流源和电压表的公共接地点。
工作原理是这样的：电流从第一条导线流过PT100热电阻，
根据热电阻的电阻值，会有一定的电压降落在第二条导线上。
电压表用于测量这个电压值，进而确定PT100热电阻的电阻值，从而推导出温度值。
由于使用了三线制连接方式，可以有效地减小由于导线电阻造成的误差。
其中一条导线用于电流供应，不产生测量误差；第二条导线用于测量电阻的电压，准确测量了PT100热电阻的
电阻值；第三条导线用于公共接地，保证了信号的地参考一致。
总结来说，PT100热电阻三线制原理是利用三条导线完成电流
供应和电压测量，通过测量电阻值来间接确定温度值。
这种连接方式可以提高测量的准确性，并减小由于导线电阻带来的误差。
三线制pt100热电阻测温电路的设计
三线制pt100热电阻测温电路的设计三线制PT100热电阻是一种常用的温度传感器，广泛应用于工业自动化控制领域。
本文将围绕三线制PT100热电阻测温电路的设计展开讨论，包括其原理、电路设计和性能优化等方面。
一、原理三线制PT100热电阻的原理基于金属的温度特性，当热电阻与金属导线连接后，通过测量导线的电阻值来间接测量温度。
PT100的“100”代表其在0℃时的电阻值为100欧姆。
三线制的设计是为了消除导线电阻对温度测量的影响，提高测量的准确性。
二、电路设计三线制PT100热电阻测温电路的设计主要包括电源电压选择、电流源设计、电压测量和温度转换等几个方面。
1. 电源电压选择：根据PT100的特性，通常选择2.5V或3.3V作为电源电压。
较低的电源电压可以减小电路功耗，但同时也会影响测量精度。
2. 电流源设计：为了提供稳定的电流源，常用的设计是采用稳压电流源。
稳压电流源能够根据温度变化自动调整电流，从而保证测量的准确性。
3. 电压测量：为了测量PT100的电阻值，需要将电阻值转换为电压信号。
常用的方法是采用电桥电路进行测量，通过调整电桥的电阻比例使得电桥平衡，然后测量平衡时的电压信号。
4. 温度转换：将测量得到的电压信号转换为温度值。
通常使用微处理器或专用的温度转换芯片来完成这一过程，通过查表或计算公式将电压信号转换为对应的温度值。
三、性能优化为了提高三线制PT100热电阻测温电路的性能，可以从以下几个方面进行优化。
1. 电源稳定性：选择稳定的电源电压，并采用电源滤波和稳压电路来提高电源的稳定性，减小电源噪声对测量结果的影响。
2. 电流源精度：选择精度较高的稳压电流源，保证电流源的稳定性和准确性，避免电流源漂移对测量结果的影响。
3. 电桥平衡：调整电桥的电阻比例，使得电桥平衡时的电压信号最大化，提高测量的灵敏度和准确度。
4. 温度转换精度：选择合适的温度转换芯片，校准转换芯片的参数，保证转换的准确性。
热电阻三线制接法原理
热电阻三线制接法原理热电阻三线制接法是一种常见的电气测量方法，常用于测量环境温度、流体温度、预热炉和热处理炉温度等应用领域。
与两线制接法相比，热电阻三线制接法具有更高的精度，通常用于需要高精度测量的工业场合。
本文将详细介绍热电阻三线制接法的原理、应用及其优缺点等方面。
一、热电阻原理热电阻是一种传感器，它通过测量电阻的变化来检测温度的变化。
热电阻的工作原理基于电阻和温度之间的线性关系。
当温度变化时，热电阻的阻值也发生相应的变化。
可以根据热电阻的阻值变化来确定环境温度、流体温度及热处理炉温度等。
热电阻三线制接法是一种将电阻降低到最小的电路接法。
它的原理是利用三条电缆去描绘热电阻在电路中的自身电阻和环境测量点的电阻。
一般情况下，热电阻的自身电阻造成的误差相比环境温度的影响更小。
为了降低热电阻自身电阻对测量结果的影响，需要采用三线制接法。
1. 首先应该准确地测量热电阻的自身电阻。
这个步骤可以通过使用恒流源和电压计来完成。
2. 在电路中连接三条线，其中两条线用于检测电压，第三条线用于提供电流。
检测电压和电流源都应该与热电阻分别连接。
3. 通过连接电路的电压和电流源，将电流传入热电阻。
能够流过热电阻的电流应该尽量大，以提高电路的灵敏度。
4. 通过测量电路的电压，可以计算出热电阻的电阻值，从而得出环境温度。
热电阻三线制接法广泛应用于需要高精度温度测量的场合，包括：1. 工业自动控制系统：热电阻三线制接法可以实现各种自动控制系统中的高精度温度测量，如预热炉、热处理炉和冷却水系统等。
2. 实验室温度测量：热电阻三线制接法可以应用于各种研究实验室中的温度测量，如化学实验室、物理实验室和生物实验室等。
3. 医疗设备：热电阻三线制接法可以应用于医疗设备中的温度测量，如医用冰箱、保温箱和热泵等。
1. 精度：热电阻三线制接法可以提高精度，减小热电阻自身电阻对测量结果的影响。
热电阻三线制接法也存在一些缺点：1. 设计难度：热电阻三线制接法需要快速和准确的测量热电阻的电阻值和环境温度值，需要专业技能和专门的仪器设备。
热电阻测温三线制接线原理图解
热电阻测温三线制接线原理图解
在工业生产中，热电阻温度仪表大多是采用不平衡电桥来进行测量的。
其测量电路原理如图所示：
由于把热电阻接人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。
由于上述原因，对于配热电阻的动圈仪表，当用三线制接线法时，对连接导线的电阻值有规定，一般每条线的电阻为5Ω，若不足5Ω，
则须用锰铜电阻补足，以保证仪表的最大附加误差不超过0.5%。
对于使用集成运算放大器的显示控制仪，其输入阻抗很高，外接导线电阻的变化比仪表的输入阻抗小得多，故可以忽略导线电阻阻值的变化而不会影响测量精度。
因此对连接导线的电阻值就没有要求了，这样可免去调整外线电阻的工作。
温度传感器三线制接法的测量误差解析
电子技术• Electronic Technology80 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】温度传感器 三线制接法 测量误差热电阻测温传感器是一种利用导体或者半导体电阻值随温度变化而实现测温的传感器温度计，其主要材料要具有良好的电阻温度系数以及电阻率，具有较为稳定的物理化学性能，较为常见的主要为铂热电阻和铜热电阻。
温度传感器种类繁多，其相对较为稳定，测量结果更为精准。
通过三线制接法进行测量监测中受到各种不确定因素的影响会导致其出现不同程度的误差问题，这些误差会直接的降低精准性。
科学分析各种误差问题，可以有效的控制误差，提升测量精准度。
1 热电阻测温传感器与三线制接线1.1 电阻测温传感器热电阻的电阻值会随着温度变化而产生变化，属于一种温度的检测元件，主要就是通过特定的金属或者半导体材料的导电率随温度变化而变化的原理制成。
其阻值与温度的变化为正比关系，随着温度的上升而呈现匀速增长的趋势。
通过热电阻测温就是一个测量置于测量点上的热电阻阻值的过程。
1.2 三线制接线电阻作为基本的单参数，阻值R 可以根据伏安特性定义,则R=U/I ，U 表示的为电阻两端中产生的电压，I 表示的则就是流过电阻的电流，或者根据功率 P 定义，也就是R=P/(I^2)。
因此测量热电阻要在热电阻两端与导线连接，导线的阻值以及阻值随温度变化的特性引入一些干扰性的因素，这些因素会直接的降低测量结果的精准性。
为了消除干扰影响，降低测量误差，就要分析引线的状况。
在进行热电阻测量的同时要在引线两端进行监测分析。
在两根引线参数相同的状况之下，要分析其中一根的状况，常规状况之下要至少添加一根导线，通过测量引线中一根现场端，将其连接到仪表端中，就是三线制连接。
温度参数是一种在工业生产中常用的生产过程，温度传感器性能稳定在温度测量中应用广泛。
而随着工业的精细化、科技化发展，现阶段在工业生产中对于温度高精度检测要求越来越严格。
三线制热电阻工作原理解析及常见故障分析
三线制热电阻传感器的故障分析之老阳三干创作摘要：热电阻传感器是一种稳定性好、精度高、丈量范围年夜的温度传感器,因而被广泛应用.可是热电阻传感器的连接导线电阻随温度的变动而变动,对丈量结果的影响不容忽视.为了消除导线电阻的影响,热电阻测温常采纳不服衡电桥式三线制接法,从而使温度误差获得了赔偿.关键词：热电阻、平衡电桥、三线制一、热电阻与热电偶的区别热电偶工作原理是基于赛贝克效应,即两种分歧热点特性的导体两端连接成回路,如两连接端温度分歧,则在回路内发生热电势的物理现象.它由两根分歧导线（热电极）组成,它们的一端是互相焊接的,形成热电偶的丈量端（也称工作端）.将它拔出待测温度的介质中；而热电偶的另一端（参比端或自由端）则与显示仪表相连.如果热电偶的丈量端与参比端存在温度差,则显示仪表将指出热电偶发生的热电动势.热电阻是利用金属导体或半导体有温度变动时自己电阻也随着发生变动的特性来丈量温度的,热电阻的受热部份（感温元件）是用细金属丝均匀地绕在绝缘资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；根据丈量精度选择：对精度要求较高选择热电阻,对精度要求不高选择热电偶；根据丈量范围选择：热电偶所丈量的一般指“点"温,热电阻所丈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,但由于连接导线肯定存在引线电阻r,r 年夜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丈量精度较低的场所.图1-1 热电阻二线制接法如图1-1 所示,假设现场的可变电阻RTD 接在电桥的一个桥臂上,另外三个桥臂上均接了电阻R,这样在检流计中流过的电流就会随着热电阻阻值的变动而变动.设电源电压为E ,可变电阻RTD 的阻值t R R R =+∆,检流计的电压值为0U ,则计算如下：1222(2)r R E R r R +∆=-++∆（1）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,通常热电阻采纳三线制接法.采纳三线制是为了消除连接导线电阻引起的丈量误差.这是因为丈量热电阻的电路一般是不服衡电桥.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份,这一部份电阻是未知的且随环境温度变动,造成丈量误差.采纳三线制,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,这样消除导线线路电阻带来的丈量误差.图1-2 热电阻的三线制接法同上我们设电源电压为E ,可变电阻RTD 的阻值t R R R =+∆,检流计的电压值为0U ,则计算如下：由于分母中2(2)r R r +相对整个电路来说很小,可以忽略不计,因此三线制接法中的检流计电压0122(4)R U E R r R ∆=-++∆（2）比较（1）式和（2）式,我们不难发现在计算获得的二线制接法的0U 中分子多了导线的电阻2r ,因此在实际丈量热电阻的温度时就会将导线的电阻计算在内,故而对实际的结果造成误差.所以在实际应用中,三线制热电阻比二线制更加精准,应用也更加广泛.三．实际应用中三线制热电阻的故障分析（1）当DCS 画面上显示的热电阻温度摆荡较为剧烈时,一般情况下均是接触不良所造成的.这是因为温度是一种变动比力缓慢的量,属于惯性环节.特别是热容较年夜的被测对象.（如检测粉仓温度的时候,温度基本上都不会发生剧烈的摆荡.）这种情况下,我们应该到现场检查热电阻各接线端子处的端子接线是否有松动现象或连接导线有无似断似连的现象.（2）若DCS 画面上显示的热电阻温度为零,可是在现场用万用表测A 、C 或者B 、C 间的电阻值时,发现阻值与实际相符.这时我们先到工程师站调出这个点的点详细,找出热电阻连接的模块的位置,然后看看该模块的接线情况,如果一切正常,那就是电缆的问题了.（3）如果DCS 画面显示的温度比实际的高,则可能由于接线端子接触不良或接线松脱、这段造成电阻增年夜所至.这时候应对电阻杆接线盒内的接线柱和各个中间端子箱的对应端子进行检查并紧固.另外也有可能由于端子与导线间有氧化层使得电阻增年夜所引起,这种情况可使用砂纸或其他工具将氧化层去除即可.当温度值显示为无穷年夜时,一般情况下故障原因是由于线路开路引起.（4）如果DCS 画面显示的温度比实际的要低,则线路中可能有短路现象或者是三线制的C 线电阻增年夜所引起.四、提高热电阻测温精度的方法1、热电阻的四线制接法在热电阻体的电阻丝两端各连入两根引出线,与电位差计相连接,其中两根引线与恒流源相连,让热电阻Rt 流过已知电流I ；另外两根引线将热电阻上的电压降Ut 引到电位差计的丈量端,电位差计测得该电压降,即可获得Rt （/Rt Ut I ）.其接线图如图1-3所示.由于是在电位差计平衡时读数,电位差计不取电流,因此两根丈量引线没有电流流过,从而完全消除引线电阻变动对测温的影响.四线制接法适用于精密测温用的热电阻,通常在实验室测温和计量标准工作中使用.图1-3 热电阻的四线制接法2.恒压分压式三线制丈量电路为了消除导线电阻的影响,热电阻测温仪广泛采纳平衡电桥式三线制接法,这种方法使温度误差获得一定的赔偿,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赔偿方法,电路简单,实现方便,可完全消除导线电阻的影响.(1) 丈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1-4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为电压放年夜倍数.图1-4 恒压分压式三线制法丈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：122(2)/()t V R R R V V V V =-- （3） 由式（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.且丈量精度只取决于RV 的精度和V1、V2的丈量精度.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,所以必需考虑其自己自热误差,即必需考虑流过热电阻的电流所引起的升温误差.（2）提高丈量精度的办法与三线制平衡电桥法相似,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年夜后,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,另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.但放年夜电路的放年夜倍数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,在仪表进行温度丈量时,读取该参数按公式进行计算,从而获得精确的丈量温度.如果把图2中长导线用尽可能短的导线取代(即r=0),并以精密电阻R 取代热电阻Rt,VAD 是A ／D 转换器的参考电压,β为电压放年夜倍数,其余部份坚持不变,则有：12R AD V RV DV V V R R K β===+（4）对一个具体输入电路,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(标按时,尽量使r=0),就可以获得一个二元一次方程组.这样,对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：21211221222111221(1){V AD RD D R R R D R D R R D R D D V D R D R kV β-=--=+-(5)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.这种方法减小了分歧基准源之间的不同,特别是减小了分歧基准的时漂与温漂的影响.3.丈量电路试验分析比较三线制平衡电桥法,该电路检测结果获得了年夜年夜提高,表1是2种分歧方法的丈量标准电阻值的比较.其中r为线路电阻.具体的丈量结果如表1所示.表1 热电阻阻值的丈量结果从表1中可以看出,由于三线制平衡电桥法理论丈量结果即存在较年夜误差,且随线路电阻r的增加,引起的误差越年夜,随待测热电阻阻值增年夜,绝对误差也呈增年夜的均势.表1中,最年夜相对误差为被测电阻Rt=300 Ω,线路电阻r=20 Ω时,到达了2．57％.本文采纳改进后的三线制法的实测结果在所测数据范围内最年夜绝对误差只有0．3 Ω,最年夜相对误差为±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,可到达更高的丈量精度.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法式.五．结论本文通过对三线制与二线制热电阻丈量原理和电路的分析,论述了三线制热电阻在丈量温度时优于二线制的原因,即三线制能减小导线电阻对丈量结果的影响.同时还提出了进一步消除导线电阻的两种方法：四线制和恒压分压式三线制,可是实际应用中,三线制热电阻的运用范围还是很广泛的.其次,结合三线制热电阻的理论分析和现场的情况,我们还分析了现场热电阻测温度时所遇到的一些故障以及解决方法,从而让我们更好的认识了热电阻这个看似简单的测温器件.六．参考文献1黄芳徐闽燕. 热电阻温度丈量电路的研究. 中国科技信息2008 第16期2 赵振华周伟. 基于分压式原理丈量热电阻阻值的方法. 电子丈量技术 2008 第8期3 赵岚齐德荣. 热电阻测温电路非线性赔偿. 传感器技术2002 第5期4 徐英王超. 热电阻测温电路设计.工业仪表与自动化装置2000 第4期5 衣承斌龚艺. 关于Pt100型铂热电阻温度变送器的研究. 自动化仪表 1998 第9期。
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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 热电阻二线制接法如图1-1 所示，假设现场的可变电阻RTD 接在电桥的一个桥臂上，另外三个桥臂上均接了电阻R ，这样在检流计中流过的电流就会随着热电阻阻值的变化而变化。
设电源电压为E ，可变电阻RTD 的阻值t R R R =+∆，检流计的电压值为0U ，则计算如下：022t R RU E E R R r R =-+++ 122R E R r R R=-++++∆ (22)22(22)R R r R E R R r +∆+-=-+∆+ 1222(2)r R E R r R +∆=-++∆ （1） 2.热电阻的三线制原理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，通常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。
图1-2 热电阻的三线制接法同上我们设电源电压为E ，可变电阻RTD 的阻值t R R R =+∆，检流计的电压值为0U ，则计算如下：0222tR R U E E R r R r R =-++++[(22)(22)](22)(22)R R R r R r E R r R R r +∆+-+-++∆+ 242(4)2(2)R R E R R r R r R r •∆-++∆++ 由于分母中2(2)r R r +相对于整个电路来说很小，可以忽略不计，因此三线制接法中的检流计电压0122(4)R U E R r R ∆=-++∆ （2） 对比（1）式和（2）式，我们不难发现在计算得到的二线制接法的0U 中分子多了导线的电阻2r ，因此在实际测量热电阻的温度时就会将导线的电阻计算在内，故而对实际的结果造成误差。
所以在实际应用中，三线制热电阻比二线制更加精准，应用也更加广泛。
三．实际应用中三线制热电阻的故障分析（1）当DCS 画面上显示的热电阻温度波动较为剧烈时，一般情况下均是接触不良所造成的。
这是因为温度是一种变化比较缓慢的量，属于惯性环节。
特别是热容较大的被测对象。
（如检测粉仓温度的时候，温度基本上都不会发生剧烈的波动。
）这种情况下，我们应该到现场检查热电阻各接线端子处的端子接线是否有松动现象或连接导线有无似断似连的现象。
（2）若DCS 画面上显示的热电阻温度为零，但是在现场用万用表测A 、C 或者B 、C 间的电阻值时，发现阻值与实际相符。
这时我们先到工程师站调出这个点的点详细，找出热电阻连接的模块的位置，然后看看该模块的接线情况，如果一切正常，那就是电缆的问题了。
（3）如果DCS 画面显示的温度比实际的高，则可能由于接线端子接触不良或接线松脱、这段造成电阻增大所至。
这时候应对电阻杆接线盒内的接线柱和各个中间端子箱的对应端子进行检查并紧固。
另外也有可能由于端子与导线间有氧化层使得电阻增大所引起，这种情况可使用砂纸或其他工具将氧化层去除即可。
当温度值显示为无穷大时，一般情况下故障原因是由于线路开路引起。
（4）如果DCS 画面显示的温度比实际的要低，则线路中可能有短路现象或者是三线制的C 线电阻增大所引起。
四、提高热电阻测温精度的方法1、热电阻的四线制接法在热电阻体的电阻丝两端各连入两根引出线，与电位差计相连接，其中两根引线与恒流源相连，让热电阻Rt 流过已知电流I ；另外两根引线将热电阻上的电压降Ut 引到电位差计的测量端，电位差计测得该电压降，便可得到Rt （/Rt Ut I =）。
其接线图如图1-3所示。
由于是在电位差计平衡时读数，电位差计不取电流，因此两根测量引线没有电流流过，从而完全消除了引线电阻变化对测温的影响。
四线制接法适用于精密测温用的热电阻，通常在实验室测温和计量标准工作中使用。
图1-3 热电阻的四线制接法2. 恒压分压式三线制测量电路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。
(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1-4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，V AD 是/A D 转换器的参考电压，β为电压放大倍数。
图1-4 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：21,(2),()2R t t V tV I V I r R V I r R R r R ==+=+++ 由以上关系式可计算出：122(2)/()t V R R R V V V V =-- （3）由式（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 的精度和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。
（2）提高测量精度的措施与三线制平衡电桥法相似，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，读取该参数按公式进行计算，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=0)，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：12R AD V RV DV V V R R Kβ===+ （4） 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：21211221222111221(1){V AD R D D R R R D R D R R D R D D V D R D R kV β-=--=+- (5) 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。
3. 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。
具体的测量结果如表1所示。
表1 热电阻阻值的测量结果从表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。
五．结论本文通过对三线制与二线制热电阻测量原理和电路的分析，阐述了三线制热电阻在测量温度时优于二线制的原因，即三线制能减小导线电阻对测量结果的影响。
同时还提出了进一步消除导线电阻的两种方法：四线制和恒压分压式三线制，但是实际应用中，三线制热电阻的运用范围还是很广泛的。
其次，结合三线制热电阻的理论分析和现场的情况，我们还分析了现场热电阻测温度时所遇到的一些故障以及解决方法，从而让我们更好的认识了热电阻这个看似简单的测温器件。
六．参考文献1黄芳徐闽燕. 热电阻温度测量电路的研究. 中国科技信息 2008 第16期2 赵振华周伟. 基于分压式原理测量热电阻阻值的方法. 电子测量技术 2008 第8期3 赵岚齐德荣. 热电阻测温电路非线性补偿. 传感器技术 2002 第5期4 徐英王超. 热电阻测温电路设计. 工业仪表与自动化装置 2000 第4期5 衣承斌龚艺. 关于Pt100型铂热电阻温度变送器的研究. 自动化仪表 1998 第9期。