PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路分析
Pt100探头原理解释及接线说明(图文)
Pt100探头原理解释及接线说明(图⽂)Pt100温度传感器接线说明Pt100就是说它的阻值在 0度时为100 欧姆,PT100 温度传感器。
是⼀种以铂(Pt)作成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+αT)Pt100温度传感器的主要技术参数如下:测量范围: -200℃~+850℃;允许偏差值△℃: A 级± (0.15+0.002│t│), B 级±(0.30+0.005│t│);热响应时间<30s;最⼩置⼊深度:热电阻的最⼩置⼊深度≥200mm;允通电流≤5ma。
另外,pt100="">PT100 温度传感器三根芯线的接法:PT100铂电阻传感器有三条引线,可⽤ A、B、C(或⿊、红、黄)来代表三根线,三根线之间有如下规律:A 与 B 或 C之间的阻值常温下在 110 欧左右,B 与 C 之间为 0欧,B 与 C 在内部是直通的,原则上 B 与 C 没什么区别。
仪表上接传感器的固定端⼦有三个:A 线接在仪表上接传感器的⼀个固定的端⼦.B 和C 接在仪表上的另外两个固定端⼦,B 和 C 线的位置可以互换,但都得接上。
如果中间接有加长线,三条导线的规格和长度要相同。
热电阻的 3 线和 4 线接法:是采⽤ 2 线、3 线、4 线,主要由使(选)⽤的⼆次仪表来决定。
⼀般显⽰仪表提供三线接法,PT100 ⼀端出⼀颗线,另⼀端出两颗线,都接仪表,仪表内部通过桥抵消导线电阻。
⼀般 PLC 为四线,每端出两颗线,两颗接 PLC 输出恒流源,PLC 通过另两颗测量 PT100上的电压,也是为了抵消导线电阻,四线精确度最⾼,三线也可以,两线最低,具体⽤法要考虑精度要求和成本。
PT100温度传感器产品特征:1、不锈钢套管封装,经久耐⽤;2、活动螺丝固定,使⽤⽅便;3、按照国际IEC751 国际标准制造,即插即⽤;4、多种探头尺⼨可选、适应⾯⼴;5、⾼精度、⾼稳定、⾼灵敏;6、外形⼩巧,经济实⽤。
Pt100热电阻两线制、三线制和四线制接线对测温精度地影响
[图文]Pt100热电阻两线制、三线制和四线制接线对测温精度的影响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。
文档铂热电阻的接线造成温度失真现象的研究[ 录入:tai-yan |时间:2007-07-24 00:44:20 | 作者: | 来源:采集所得 | 浏览:158次 ]摘要: 项目推广中发现很多矿井主通风机的监测温度经常出现不同程度的虚高现象, 分析其原因是测温线路的接线引起了较大的温度误差。
文章对测温线路进行了理论分析, 并通过实验得出导线电阻的大小对温度影响的关系。
0 引言PT100(铂热电阻) 温度传感器具有精度高、测温范围宽、使用方便等优点, 在工业过程控制和测量系统中得到了广泛的应用。
用铂热电阻测温时, 将铂热电阻接入二次仪表, 例如巡检仪温度模块等, 通过二次仪表测量出铂热电阻的阻值,从而算出温度。
Pt100热电阻两线制、三线制和四线制接线对测温精度的影响剖析
[图文]Pt100热电阻两线制、三线制和四线制接线对测温精度的影响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。
铂热电阻的接线造成温度失真现象的研究[ 录入:tai-yan | 时间:2007-07-24 00:44:20 | 作者: | 来源:采集所得 | 浏览:158次 ]摘要: 项目推广中发现很多矿井主通风机的监测温度经常出现不同程度的虚高现象, 分析其原因是测温线路的接线引起了较大的温度误差。
文章对测温线路进行了理论分析, 并通过实验得出导线电阻的大小对温度影响的关系。
0 引言PT100(铂热电阻) 温度传感器具有精度高、测温范围宽、使用方便等优点, 在工业过程控制和测量系统中得到了广泛的应用。
用铂热电阻测温时, 将铂热电阻接入二次仪表, 例如巡检仪温度模块等, 通过二次仪表测量出铂热电阻的阻值,从而算出温度。
Pt100热电阻测温信号异常引起故障的处理方法
我厂煤磨系统布袋除尘器灰斗温度和煤磨轴瓦温度相继发生温度显示异常故障,其现象是在中控室CRT上温度显示呈无规律跳跃,在现场检查测温元件正常,在PC站中继端子使用DT-890C型数字万用表测得的电阻值与实际温度均呈对应关系。我们采取了更换热电阻、检查测温信号传输电缆屏蔽接地、更换PC信号处理通道等措施,但都没有效果。为了找到故障原因,我们又重新铺设了1根电缆,仍不能解决问题,经过对比测试、检查分析,得到的结论是在测温信号中混进了干扰信号,为此我们采取了如下处理方法。
处理方法:采取加装温度变换器的方法,将电阻信号转换为DC4~20mA标准信号输入DCS系统相应的信号通道,解决了RT50MA温度检测异常故障。温度变换器尽可能安装在外部环境较好的地方,我们将其装在DCS现场PC站CCF中继柜内。
以后RT50MB、RT50MC也相继发生同样故障,在检查热电阻及接线没有问题后,我们采用了同样的处理方法解决了故障。
自2000年5月以来,在生产工况和设备运行正常的情况下,突然发生RT50MA报警,有时出现H1报警,有时出现H2报警,但随即又恢复正常。当发生H2报警时瞬间温度指示超过135℃,造成选粉机跳停,随即生料磨系统连锁停车。通过检查热电阻及接线均未发现问题,采取将传输信号电缆屏蔽与RT50MA的B、b连接在一起的方法也未能消除此故障。
2 水泥磨主电动机稀油站温度异常的处理
我厂水泥磨主电动机因大修处理而更换了1台新电动机,轴承采用稀油润滑,相应增加了1台稀油润滑站。该油站设有4个温度测点,润滑油箱温度、加热油温、供油温度和回油温度。
这台稀油站安装调试完毕,测温系统、加热控制及油泵工作正常,投入使用。水泥磨系统准备开车生产,当系统风机等设备开车后,油箱温度、供油温度、回油温度均发生温度显示异常故障,而加热油温因环境温度低,加热器工作使油温高而未受影响。故障现象是在中控室CRT显示器上温度显示在-30~+30℃之间无规律跳动,现场使用DT-890C型数字万用表测量上述热电阻阻值没有波动,更换计算机信号通道也未见好转。由于在安装时就发现从测温元件到现场接线盒之间的传输导线使用的是普通导线,没有屏蔽,故决定将从PC室到现场的连接电缆直接接到测温元件端子上,中控室CRT上温度显示正常。2h后当磨机主电动机开启时,上述温度再次发生回零故障,且在0~+30℃之间无规律跳动,因时间紧迫我们决定采取应急措施在PC室将连接电缆屏蔽与B、b端子连接在一起,以上各温度显示恢复正常,水泥磨正常开启。
pt100热电阻接线
Pt100热电阻两线制、三线制和四线制接线对测温精度的影响之吉白夕凡创作1、Pt100热电阻的三种接线方式在原理上的分歧:二线制和三线制是用电桥法丈量,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,电压计丈量,最后给出丈量电阻值。
2、Pt100热电阻的三种接线方式对丈量精度的影响连接导线的电阻和接触电阻会对Pt100铂电阻测温精度发生较大影响,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更,依次检测温度变更。
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丈量回路独立分开接线,丈量精度高,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丈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丈量回路合二为一(即检测设备的I-端子和V-端子短接、I+端子和V+短接短接)。
丈量精度差。
模块中A、B两个端子是用来接收电压信号的,一般是毫伏级电压信号。
C端是一个电流输出端子,工作时由收集模块输出一个恒定的电流信号。
这样在热电阻C、B端会流过一个恒定的电流,当温度变更时,热电阻的阻值变更,这样,A、B端的电压信号就随着温度的变更而线性变更。
达到测温的目的。
其实有两线制、三线制、四线制三种,如上图中,A\B\C三点好比另个图中的3、2、1三点及另个图中的兰、绿、黄这样子,简单的接线把蓝绿黄对应A、B、C或3、2、1接起来就OK了,当然如果你的变送器只有两个接线端子,你只需要把蓝绿线接进去就行了。
两线制在丈量精度不是很高的情况下使用三线制应用较广泛四线制用于精度高的场合。
pt100热电阻使用方法
pt100热电阻使用方法简介:热电阻是利用物质在温度变化时,其电阻随着发生变化,当阻值发生变化时,工作仪表显示出阻值所对应的温度值。
Pt100热电阻,是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器。
本文介绍了Pt100热电阻的安装,接线,及常见故障处理。
1、热电阻的安装方式管道上热电阻的安装有4种形式:垂直管道安装形式、倾斜管道安装形式、弯曲管道安装形式、法兰安装形式。
2、热电阻的接线热电阻有三条引线,颜色为红、绿、绿。
红线与任一绿线之间的阻值常温下在 110 欧左右,两根绿线之间的阻值为0欧,两根绿线在内部是直通的,原则上没什么区别。
红线接在温度变送器3端子,绿线分别接在4,5端子。
两根白线的位置可以互换,但为保证精度,都要接上。
5、6端子分别接24V直流的24V-与24V+,并传送4-20mA 电流给显示仪表。
3、常见故障1,数显仪表显示值比实际值偏低或示值不稳定。
检查热电阻接线端子处是否有金属屑、灰尘、水或热电阻短路。
2,数显仪表显示值无限大。
检查热电阻是否断路3,数显仪表显示下限值。
检查热电阻是否短路或接线是否正确。
4、热电阻故障应急处置两根绿线断路,则更换新的热电阻。
为了缩短故障处理时间,若红线与其中一根绿线有正常的电阻信号,可临时在温变器处连接两根封线,连接2根本该导通的端子上,临时以两线制代替三线制接法,待不影响生产的间歇时间再更换热电阻。
附:热电阻根据阻值粗算温度方法:PT100热电阻,即阻值100欧姆时,对应温度为0℃。
温度每上升10℃,阻值增加4欧姆。
这个很实用,建议掌握该粗算法。
PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路分析
PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路分析汪成;赵磊【摘要】在实际使用中常出现 PT100铂热电阻接线错误导致二次仪表测得的监测温度较实际值出现虚高现象。
对PT100铂热电阻接线方式及二次仪表电阻测量回路进行了分析,?并提出了正确的PT100铂热电阻接线方式。
%The temperature according to secondary instruments virtual height always exists because PT100 platinum‐thermal resistance is w rong connection .Analyzing the PT100 plati‐num‐thermal resistance wire‐connection and the measurement of secondary instruments ,pro‐pose the right way to connection PT100 platinum‐thermal resistance .【期刊名称】《武汉船舶职业技术学院学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P38-40)【关键词】P T 100铂热电阻;温度测量;接线方式;二次仪表测量回路【作者】汪成;赵磊【作者单位】宁波港股份有限公司北仑矿石码头分公司,浙江宁波 315800;武汉船舶职业技术学院,湖北武汉 430050【正文语种】中文【中图分类】TN7笔者所在单位的斗轮堆取料机与装船机主要减速箱均安装有PT100铂热电阻作为测温元件,并通过二次仪表将PT100铂热电阻阻值变送为实际温度,从而实现减速箱的油温保护。
但在实际使用中,我们发现二次仪表显示的温度往往较减速箱实际油温(水银温度计测量结果)偏高5-8℃。
经过实验分析,我们发现主要是由于PT100铂热电阻错误的接线方式引起了测量误差。
根据该结论,我们调整了PT100铂热电阻的接线方式,成功消除了测量误差。
PT100铂热电阻线制与二次仪表的采集误差
廖昏
4c
4-d
图4泓格模块7033接线图
图3两线出三线入接法 电桥达到平衡时,有如下电桥平衡式
R.(暑+R 4‘叱)2R吩
令斤.=兄,则
A.=A+A十R R=R=R=R.
万方数据
图5平均虚高温度与线长关系曲线 大量的测试数据反应出非常确定的温度虚高规 律,图5为实测数据绘制的不同接线方式平均温度虚 高随线长的变化规律,实验曲线表明: 1)三线制图4-b接法是唯一准确的PTl00接线 方式,具有自动补偿功能,实测温度与水银温度计所 测结果全程一致,不随引线长度而变化。 2)二线铷接线方式图4-a接法虚高最严重,随 着线长的增加,温度虚高急剧增加,准确的说,这种 接线方式测得的温度太离谱,当线长为200米时对应 每一个温度测点,虚高都超过了1 10"(7(平均虚高1 14
S MANUAL,2004
口
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(上接第5页)programmable electronic safety-related systems
instrumented systems for the process industry
—Part 3.Software requirements
[2】IEC 61 511-2:Functional safety Safety
【7】Functional Safety of electrical/electronic/
instrumented systems for tile process industry
矿自动化管理水平,而变频器的使用大大节约了电 能,提高了煤矿运行的经济性。在进行温度采集时, 变频器对温度采集模块有强烈干扰。这种矛盾对风
PT100原理、应用及其故障分析
PT100故障及其处理关键词:PT100主题:PT100原理和应用正文一、PT100的原理基本原理:PT100是电阻时温度传感器的一种,电阻式温度传感器(RTD,Resistance Temperature Detector)-一种物质材料做成的电阻,它会随温度的上升而改变电阻值,如果它随温度的上升而电阻值也跟着上升就称为正电阻系数,如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。
大部分电阻式温度传感器是以金属做成的,其中以铂(Pt)做成的电阻式温度检测器,最为稳定-耐酸碱、不会变质、相当线性,最受工业界采用。
PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下:R=Ro(1+αT)其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度,因此铂做成的电阻式温度传感器,又称为PT100。
R=100(1+0.00392T)-----〉R-100=0.392T-----〉T=(R-100)/0.392 -----〉T=2.551(R-100)PT100的分度值:铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的,按0℃时的电阻值R(℃)的大小分为10欧姆(分度号为Pt10)和100欧姆(分度号为Pt100)等,测温范围均为-200~850℃.10欧姆铂热电阻的感温原件是用较粗的铂丝绕制而成,耐温性能明显优于100欧姆的铂热电阻,只要用于650℃以上的温区;100欧姆铂热电阻主要用于650℃以下的温区,虽也可用于650℃以上温区,但在650℃以上温区不允许有A级误差。
100欧姆铂热电阻的的分辨率比10欧姆铂热电阻的分辨率大10倍,对二次仪表的要求相应地一个数量级,因此在650℃以下温区测温应尽量选用100欧姆铂热电阻。
感温元件骨架的材质也是决定铂热电阻使用温区的主要因素,常见的感温元件有陶瓷元件,玻璃元件,云母元件,它们是由铂丝分别绕在陶瓷骨架,玻璃骨架,云母骨架上再经过复杂的工艺加工而成。
实验二--Pt100铂电阻测温特性实验培训讲学
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3、放大器调零:将图28A中的温度传感器实验模板的放大器 的两输入端引线(一根传感器引线、另一根桥路输出即Rw1活 动触点输出)暂时不要引入,而用导线直接将放大器的两输入 端相连(短接);将主机箱上的电压表量程(显示选择)切换开关 打到2V档,合上主机箱电源开关,调节温度传感器实验模板 中的RW2(逆时针转到底)增益电位器,使放大器增益最小;再 调节RW3(调零电位器)使主机箱的电压表显示为0。
将图28a28a中的温度传感器实验模板的放大器中的温度传感器实验模板的放大器的两输入端引线的两输入端引线一根传感器引线另一根桥路输出即一根传感器引线另一根桥路输出即rw1rw1活活动触点输出动触点输出暂时不要引入而用导线直接将放大器的两输入暂时不要引入而用导线直接将放大器的两输入端相连端相连短接
实验二--Pt100铂电阻测温特性 实验
四、实验步骤
图28A Pt100铂电阻测温特性实验接线示意图
1、用万用表欧姆档测出Pt100三根线中其中短接的二根线(同 种颜色的线)设为1、2,另一根设为3,并测出它在室温时的 大致电阻值。
2、在主机箱总电源、调节仪电源都关闭的状态下,再根据图 28A示意图接线,温度传感器实验模板中a、b(Rt)两端接传 感器,这样传感器(Rt)与R3、R1、Rw1、R4组成直流电桥, 是一种单臂电桥工作形式。
4、关闭主机箱电源开关,将实验模板中放大器的输入端引线 按图28B连接,检查接线无误后,合上主机箱电源开关。
5、将主机箱上的转速调节旋钮(2—24V)顺时针转到底(24V),合 上温度源电源开关和调节仪电源开关,将调节仪控制方式(控制 对象)开关按到内(温度)位置;在常温基础上,可按Δt=5℃增加 温度并且小于160℃范围内设定温度源温度值(设定方法参阅实 验二十七,重复6、7、8、9步骤),待温度源温度动态平衡时读 取主机箱电压表的显示值并填入表28A。
《Pt100测温与导线电阻的影响》
摘要: 项目推广中发现很多矿井主通风机的监测温度经常出现不同程度的虚高现象, 分析其原因是测温线路的接线引起了较大的温度误差。
文章对测温线路进行了理论分析, 并通过实验得出导线电阻的大小对温度影响的关系。
0 引言PT100(铂热电阻) 温度传感器具有精度高、测温范围宽、使用方便等优点, 在工业过程控制和测量系统中得到了广泛的应用。
用铂热电阻测温时, 将铂热电阻接入二次仪表, 例如巡检仪温度模块等, 通过二次仪表测量出铂热电阻的阻值,从而算出温度。
这些二次仪器常用的基本类型是采用桥式线路。
目前一般采用的方法是三线制接法。
可以说, 铂热电阻测温技术应该是非常成熟的。
但是, 我们在项目《通风机在线监测系统》的推广中发现, 90 %的矿井通风机的监测温度是不准确的, 如山西的上榆泉矿、山东的朝阳矿、运河矿、王庄矿等等, 有的高出实际温度十几、二十摄氏度甚至更多。
什么样的原因造成这么大的误差? 经过分析实验, 我们发现了问题所在。
1 铂热电阻测温原理我们先从铂热电阻测温的原理来看。
若已知电阻-温度关系, 就可以用测量电阻的方法来推算出温度, 这就是电阻温度传感器的工作原理。
当测温范围不大, 元件长度和截面积随温度改变引起的阻值变化可以忽略时, 热电阻元件的阻值随温度变化可以认为是线性的, 可用式(1) 表示:Rt = Rt0 [1 +α( t - t0) ] (1)其中, t0 表示参考温度; Rt0 表示参考温度下铂热电阻的阻值;α表示电阻元件的平均电阻温度系数, 即电阻元件的温度相对于参考温度每变化1 ℃, 引起铂热电阻阻值相对于参考温度下的增量。
对于PT100 , 在t = 0 ℃时, Rt = 100Ω; 当t = t1 时,Rt = Rt1 , 则有Rt1 = 100 (1 +α×t1)(2)通过测量t1 温度下PT100 的阻值, 就可以通过上式的公式变形计算出此时测量端的温度。
即t1 =Rt1/100α-1/α(3)铂热电阻测温电路的原理如图1 所示, 其中, Rt 为铂热电阻, R1 、R2 为固定电阻, R3 为可调电阻, A 为检流计。
Pt100铂电阻接线方式对测量结果的影响探讨
Pt100铂电阻接线方式对测量结果的影响探讨【摘要】Pt100铂电阻不同的接线方式对测量结果产生的影响也不尽相同,如何科学合理的选取一种既能保证测量结果的准确性,又能为用户节省材料成本的最为合适的接线方式,对测温系统设计者及用户来说都极为重要。
【关键词】Pt100铂电阻;原理;接线方式;影响随着现代电子技术的发展,对温度测控技术的测控精度、传感器稳定性等提出了更高的要求;Pt100铂电阻精度高,稳定性好,应用温度范围广,是中低温区最常用的一种温度检测传感器;其测温原理决定了不同的接线方式将会对测量结果产生不同的影响,针对不同的测量需求,接线方式的选取就显得尤为重要。
1 Pt100铂电阻测温原理Pt100铂电阻是利用其电阻值随温度变化而变化这一原理制成的将温度量转换成电阻量的温度传感器,温度变送器通过给Pt100铂电阻施加一已知激励电流I测量其两端电压U的方法得到电阻值,再将电阻值转换成对应的温度值显示出来。
Pt100铂电阻的阻值与温度t之间线性度非常好,在-200℃~650℃范围内线性度近似于一条直线,其关系式如下:-200℃<t<0℃时,(式1)0℃≤t<650℃时,(式2)式1与式2中,为Pt100铂电阻在t℃时的电阻值,为Pt100铂电阻在0℃时的电阻值。
依据IEC751-1983国际标准,统一设计型Pt100铂电阻的温度系数TCR= =0.003851,为Pt100铂电阻在0℃时的标准电阻值(=100Ω),为Pt100铂电阻在100℃时的标准电阻值(=138.51Ω);TCR=0.003851时A=3.9083×℃-1、B=-5.775×℃-2、C=-4.183×℃-4;将A、B、C系数值带入式1与式2求点可知:Pt100铂电阻随温度t的电阻变化率近似一条斜率为0.3851的直线,故t℃时Pt100铂电阻的电阻值可简化为=0.3851t+100=U/I。
PT100测量电路
热电阻Pt100测温电路调试体会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。
℃℃范围内具有其他任何温度传感器无PT100是一种广泛应用的测温元件,在-50~600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(以前就有个猪头特别提醒说只有接成正反馈才能正常工作,我也没做试验就拿它当经验,害得我重新做板)。
pt100热电阻接线图
pt100 热电阻接线图
pt100 热电阻二线制接法
如下图。
变送器通过导线L1、L2 给热电阻施加激励电流I,测得电
势V1、V2。
计算得Rt: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 ℃。
pt100 热电阻三线制接法
PT100 铂电阻传感器有三条引线,可用A、B、C(或黑、红、黄)
来代表三根线,三根线之间有如下规律:
A 与
B 或
C 之间的阻值常温下在110 欧左右,B 与C 之间为0 欧,
B 与
C 在内部是直通的,原则上B 与C 没什幺区别。
仪表上接传感器的固定端子有三个:。
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PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路分析
作者:刘庆国
来源:《中国科技博览》2016年第16期
[摘要]从实践工作来看,由于PT100铂热电阻接线错误的出现,进而容易引发二次仪表测量的监测温度比实际值要高很多的情况。
为了使此类情况的发生得到有效处理,有必要加强对PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路分析。
本文即在分析PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路的基础上,进一步给出了PT100铂热电阻接线的正确方法,以期为实际应用工作效率的提升提供具有价值的参考建议。
[关键词]PT100铂热电阻;错误接线;二次仪表电阻
中图分类号:TM933 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0071-01
对于PT100铂热电阻来说,属于一类较为常用的测温元件,比如:在斗轮堆取料机的减速箱当中,便会安装PT100铂热电阻,以此作为测温元件;此过程中,主要的工作原理为:利用二次仪表,把PT100铂热电阻组织变送成为实际温度,进而使减速箱的油温保护得到有效实现[1]。
然而,基于实际应用过程中,通常会出现二次仪表呈现的温度比减速箱的实际油温(由水银温度计测量出来的结果)高出5℃到8℃的情况。
通过严格的实验观察、分析,结果显示:因PT100铂热电阻在接线方式上存在错误,进而导致测量误差的发生。
从测量误差的排除角度考虑,本文对“PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路”进行分析意义重大。
1.关于PT100铂热电阻测温原理的分析
铂热电阻阻值会在温度发生改变的情况下而随之改变,通常情况下,铂热电阻的阻值也会随着温度的升高而变大。
以《GB/T30121-2013工业铂热电阻及铂感温元件》为标准,将铂热电阻的温度用“t”表示,将t℃条件的铂热电阻阻值用“Rt”表示,将0℃条件下的阻值用“Ro”表示,那么铂热电阻阻值的计算公式为:
-200
0≤t
在上述计算公式当中,A、B、C均为常数,A为3.9083×10-3;B为-5.775×10-7、C为-4.183×10-12。
对于PT100铂热电阻来说,其基于0℃条件下,阻值是100Ω,而在100℃条件,则其组织大概为138.5Ω[2]。
所以,在对PT100铂热电阻的精准阻值测量出来的条件下,才能够获取PT100传感器所处的温度。
2.对PT100铂热电阻测温出现的误差的解析
不管是在斗轮堆取料过程中,还是在装船机取料过程中,均采用了PT100取料方式。
其中,铂热电阻能够使减速箱油温保护得到有效实现。
但是,由于需把PT100二次仪表高油温报警输出信号接入机上的连锁保护,所以对PT100的测量精度提出了较高的要求。
在实际工作过程中,特别是在夏季,由于所处环境温度偏高,加之PT100铂热电阻测温存在虚高的特点,进而容易致使斗轮堆取料机频繁发生高油温故障,对于此类故障在未能及时有效处理的情况下,会使设备的正常、可靠运行受到很大程度的影响。
从具体应用角度来看,无论是斗轮堆取料机,还是装船机,其PT100铂热电阻都会随减速箱在各个场所布设,但是和PT100铂热电阻相配套应用的二次仪表则集中在斗轮堆取料机和装船机电气房内安装。
在二次仪表和铂热电阻间,会有4×0.5mm2控制电缆敷设,实际应用2芯、备2芯,电缆的长度大概在50-70米范围内[3]。
经实验发现,把二次仪表在PT100铂热电阻附近临时固定,所测量的温度和水银温度计测量的结果之间对比基本上不存在误差。
但是,如果将PT100铂热电阻恢复向偏远的二次仪表接入,那么误差便会在电缆长度增加的情况下而发生增加。
此外,因PT100铂热电阻的电阻值会在温度上升的情况下而随之升高,当所测电阻值偏大的情况下,会使PT100铂热电阻测温呈现虚高的现象。
从大多数实验来看,因二次仪表和PT100铂热电阻间的电缆本体电阻阻值偏高,进而引发测量误差[4]。
综合考虑,便有必要给出PT100铂热电阻接线的正确方法,进而使测量误差的发生得到有效解决。
3.对PT100铂热电阻接线方法的解析
因二次仪表和PT100铂热电阻间电缆电阻是客观存在的,所以有必要给予规范、科学的技术手段,使电缆电阻引发的测量误差得到有效排除。
以三线制热电阻测量方法为例,主要组成元件包括:①恒流源电路;②电阻测量回路;③模数转换电路;④滤波增益回路;⑤单片机。
现对其电阻测量回路进行重点解析,左半部分为三线制铂热电阻,右半部分为三线制铂热电阻测量回路。
并可得出:(1)在此次测量回路当中,具备恒流源输入I;(2)所需测量的铂热电阻为RTD,如果将RTD铂热电阻电压设置为VR,那么热电阻到二次仪表的线路等效电阻有Rw1、Rw2、Rw3;因线路长度保持一致,所以有Rw1=Rw2=Rw3;(3)将运算放大器A3反向输入端电压设置为V-,将同相输入端电压设置为V+,输出端电压设置为VA3。
以测量回路为依据,便可以进一步得出VA3=VR。
因在此测量回路摄入为恒流源,那么根据所测获取的运算放大器A3的输出端VA3,便能够将VR电压并换算获取出RTD电阻值,然后对此阻值采取相应的处理,便能够将热电阻温度求解出来。
从中可知,此三线制测量方法使PT100测量回路当中PT100传感器到二次仪表的线路电阻产生的误差得到有效排除[5]。
此外,在对PT100铂热电阻接线方法进行合理调整
的基础上,把之前四芯电缆没有接入的第三芯投入应用,保证PT100铂热电阻接线方法转变为三线制,便使测量误差得到有效解除,进而使PT100铂热电阻测温精度得到有效保证。
结合上述研究可知,基于PT100铂热电阻三线制接线方法是一种非常理想的方法,主要的优势包括:其一,成本低廉;其二,接线简单;其三,应用广泛。
所以,基于PT100铂热电阻三线制接线方法可作为优先,以此使测量误差的发生得到有效控制。
4.结语
通过本文的探究,认识到当PT100铂热电阻接线方法不正确或受到一些因素的影响下,会引发测量误差。
因此,便有必要给出PT100铂热电阻接线的正确方法,进而使测量误差的发生得到有效解决。
在本次研究过程中,通过对关于PT100铂热电阻测温原理的分析,解析了
PT100铂热电阻测温出现的误差,进一步给出了基于PT100铂热电阻三线制接线方法。
实验结果表明:基于PT100铂热电阻三线制接线方法具备多方面的优势,即:成本低廉、接线接单、使用广泛,能够使测量误差的发生得到有效控制。
因此,可以选择基于PT100铂热电阻三线制接线方法。
此外,近年来不少学者表明PT100铂热电阻四线制接法也是一种理想的接法,从测量精度角度考虑,有必要进一步对PT100铂热电阻四线制接法进行进一步探究。
参考文献
[1]隋洪岗.PT100温度传感器在温度数据实时监测系统中的应用[J].电脑开发与应用,2011,04:64-65.
[2]秦彩霞.温度仪表的选型与应用[J].仪器仪表用户,2013,06:77-79+96.
[3]阮晓飞,郭盈盈,张婧.化工企业温度测量系统误差分析方法及对策[J].仪器仪表标准化与计量,2014,01:40-42.
[4]江慎为.铂热电阻温度检测系统应注意的问题[J].石油化工自动化,2014,02:63-64+75.
[5]吉瑞,雍丽华.变压器远方测温系统测量误差的产生原因和应对措施[J].电力安全技术,2012,02:61-62.。