关于三线制热电阻测温系统的改进(实验方法方面)
【doc】三线制RTD测量电路及应用中要注意的问题
三线制RTD测量电路及应用中要注意的问题'仪表技术*No.】,1993三线制RTD测量电路及应用中要注意的问题西安热工研完所王有一摘要:木文介绍了一种瘦进的三线制RTD删量电路,以及应用于计算机测温的工业现场中容易发生的问题,井辎出了施工接线设计中应改进的地方.在测量温度的各种测量元件中,电阻温度计得到越来越广泛的应用.在一200℃——+800℃温度范围内,它正在代替传统的热电偶.一个重要原因是它的测量精度高.热电阻(RTD)能代替热电偶的其它原因还有:RTD不要求冷点,无需特殊的补偿导线,它们可以用一般的铜导线连接.不过,它不能象热电偶那样直接产生与温度对应的电压.由于大多数过程控制的模入设备是设计来测量电压的,因此,设计出优蘸的电阻——电压转换电路就成为RTD应用的关键问题.在工业测量中,热电阻感温元件的测量线路有二,三,四线制3种,相应的测量方法也有3种.一般情况下,二线制采用分压法,三线制采用电轿法,四线制采用电位法.由亍线路电阻及环境温度对二线制测量精度有较大的影响,故这种方法用在连接导线短而阻值很小的场台.四线制有很高的测量精度,且测量时不受线路电阻及环境温度的影响,但每个RTD 要增加一根电缆线.另外,用一个恒流源带一个RTD,费用要相应地提高J而用一个恒流源带多个RTD,由于各RTD串联连结,可靠性要受影响.为了减少导线电阻对测量结果的影响,最常用的方法是三线制.在三线制应用中,常用电桥电路来测量阻值变化.如图l所示.当现场温度变化时,RTD阻值随之变化,电桥失去平衡,输出不平衡电压,从而实现电阻——电压的转换.在这种电路中,因为两根引线2和3被分配在两个相临的桥臂中,从而使环境温度变化而引起的误差相互抵消.它们可用于测量电缆较长的场台.兰兰'L!———一图三线制RTD测量电路f3矗JD图2改进型三线制RTD电路原理DEC公司向它的用户推荐了一种改进型的三线制接线方法,以应用于该公司计算机产品的温度输入回路,其原理如图2所示.该电路与一般仪表不同,它没有平衡点,这样做可大大提高被测电压V an,从而提高精度.RTD的阻值应选在工作温度点.在该温度点,RTD=RB,此时,图中两个分支的电流完全相等.在偏离工作温度点的其它温度点,RTD寺RB,但由于RR远大于RTD和RB,图中的两个分支的电流也几乎相等.考虑到三根连接电缆的电阻RL也相等(见图3),则,两点间的电压～29—为一一因为一告,?RTD+丢J-RL+I?RLyB一I?RL~I?RL所以一吉^RTD此式说明,三线制RTD测量电路中,B两点间的电压仅等于在RTD上测量的电压降, 而连接电缆上产生的电压被有效地补偿了.由此可见,这种电路结构应用于温度测量是非常理想的.但是,在实际应用中,往往由于某些施工环节的疏忽,而达不蓟理想的效果. 我们在工程实践中就曾碰副这样一些故障现象t施工接线均正确无误,有些测点的温度偏差却高达9℃左右,而且,一排端子的温度测点与另一排端子上的温度测点误差等级不一样.例如,4号中间端子测点的温度偏差在8℃左右,而6号中间靖子测点的温度偏差可能在9℃左右,呈现出一种令人匿惑的阶梯式误差.后来我们才发现,各中间端子上的供电电压有偏差(例如4号靖子的供电电压下偏到11.8V,6号端子的供电电压下偏到l1.7V).现总结如下:1.RTD电源导线连接方式不台理,加之施工中采用导线较细,连接过长以及某些端子接触不良,造成了以上测量误差.:二圈3RTD电路连接电缆因为现场接线按设计图施工,正确无误,周而这种故障往往容易被人忽槐.请看现场接线示意圈(圈4).如图所示,我们发现,越远离稳压电源的端子,就可能产生越低的电压偏差.而这点恰恰是RTD线路应用的关键.对于一30一固4RTD电路现扬连接BA2分度号的RTD在0℃一800℃范围内,下偏0.1V的电压,就会引起下偏8℃左右的误差.其结果,导致了上述阶梯式的测量误差.把电蔼【线路改为较台理的环形连接,并换用较粗的连接导线后,上述误差就不复存在了.当然,现场排腺该故障还要复杂一些.由于施工接线的设计中,中间端子与计算机输入组件靖子的连接并非一一对应,面是按测点的工艺参数分类对应的,恩而给试验测试和检查敢障楷来许多不便.这些都是今后设计施工中应加以改进的地方.2.稳压电蔼【的输出电压误差.这个问题也往往容易被忽略.当输入的交流电鹾及频率有波动时,有的稳压电蔼【输出的直流电压也会发生微小的漂移.这也将影响RTD电路的测量精度.通过选用性能较好的稳压电蔼【可基本解央此问题DEC公司要求所提供的稳压电源的长期稳定度应在1～5之内.如对测量精度有更高的要求,就对该测量电路增加补偿措施.附录t误差分析计算RTD测量电路及参数值如图2所示.对于BA2分度号的RTD,如果澍量范围是0℃一300℃,脚RTD对应的阻值变化范围就为100 一218.90(查表),故设计电路中的RTD取其中值1500.下面计算该设计电路中RTD上的电压降.<下转第4l页)应在1.8～2.2内.为满量程值,即设定与发讯偏差最大的电流值.五,结论TP测试器对热工仪表修理人员提供了很大的方便,它能对TP调节器单独进行测试, 只要将TP调节器上的双插头与TP测试器上的双插座连接即可.铡试中只需调节设定,发,**,**—*(上接第3O页)由于线路总电阻胄=型±+3—6079.5(0)所以RTD上的电压一{RTD;吉??RTD1一言…6079.5RTD=?;tTD(mV)依据以上公式,RTD依次取0℃一3o0℃所对应的阻值,则可计算出其相应的电压值(见表1).线路总电阻R在0℃～3O0℃范围内的变化很微小,我们予以忽略.表1RTD温度一电阻一电压对应表将表1中RTD温度一电压对应表存入计算机中,然后,使用查表法,计算机便可很容易地从读入的电压值换算出对应的温度值.当然, 查表换算所需的每段温度～电压斜率值也应存入计算机.这便是计算机处理RTD信号的方讯电位器,通过双向电流的显示,就能了解TP调节器工作状态.通过及z,z?与示渡器连接,可观察TP调节器内部扫描电路状态通过及Z,zt与记录仪就能直观地反映工作状态,对调节炉温控制的温度波动提供了方便.其他指标也可按.1P调节器说明书上的各项指标进行考核,这样对新购进的,或修理后的TP调节器的测试,更为容易实现.,*—押-*—押,*?*-折-*法.显然,如果RT]D上的电IE发生偏差,必然导致转换温度的误差.现以lOO℃温度点为倒,分析供电电压发生偏差所产生的彩响.当供电电压V~12V时一?RTD×l39.10=137.28(mV)当供电电压一11.9V时一?RTD=Ⅲ9.10—135.14(mV)由于供电电压下偏0.1V,将造成RTD的电压下偏1.14mV(137.28mV-136.14mV)由于在有限的温度区间内,R叨D电阻电压与温度的非线性度不大,所以可近似地计算100℃温度点附近的温度一电压变化率:面一2.63~/mV4mV11813mVl56.1一.'这意味着RD的电压变化lmV,转换的温度值就变化2.83℃由此推算出近似温度误差:2.63℃/mY×1.14mV一3℃由此可见,对于BA2热电阻,在0"C一300℃范围内,线路供电电压每下偏0.1V,就会引起下偏3℃左右的温度误差.参考文献(1)朱良密.温度传癌器,电子与自动化-1986.1(2)陈焕生,温度到试技才:及议裘,水利电力出版社.1987 —41——。
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。
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以三线制PT100热电阻测温电路的设计为标题，本文将详细介绍该电路的设计原理、组成部分以及工作原理。
一、设计原理三线制PT100热电阻测温电路是一种常用的温度测量电路，其基本原理是利用PT100热敏电阻的温度特性来测量被测温度。
PT100热敏电阻是一种铂电阻，其电阻值随着温度的变化而变化，具有较高的精度和稳定性。
二、组成部分1. PT100热敏电阻：PT100热敏电阻是测温电路的核心元件，其电阻值与温度成正比，通常采用铂电阻材料制成。
2. 增加电阻：为了提高电路的灵敏度和测量范围，通常在PT100热敏电阻前串联一个固定电阻，使电路的总电阻变化更大。
3. 恒流源：为了保持电路中的恒定电流，通常在电路中加入一个恒流源，保证电流的稳定性。
4. 运放：为了放大电路中的微弱信号，通常在电路中加入一个运放，以提高电路的灵敏度和抗干扰能力。
5. A/D转换器：为了将模拟信号转换为数字信号，通常在电路中加入一个A/D转换器，以便通过数字方式读取温度值。
三、工作原理1. 恒流源通过PT100热敏电阻和增加电阻形成一个电桥电路，使电流通过PT100热敏电阻。
2. PT100热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，从而使电桥电路产生不平衡电压。
3. 运放对电桥电路的不平衡电压进行放大，输出一个与温度成正比的电压信号。
4. A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，通过数字方式读取并显示温度值。
四、电路设计注意事项1. 选择合适的PT100热敏电阻：根据被测温度范围选择合适的PT100热敏电阻，确保其电阻值变化在合适的范围内。
2. 确保电路的稳定性：恒流源和运放的选择要保证电路的稳定性，避免温度变化对测量结果的影响。
3. 抗干扰能力：合理布局电路，采取屏蔽措施，提高电路的抗干扰能力，避免外界干扰对测量结果的影响。
4. 温度补偿：由于PT100热敏电阻的温度特性并非完全线性，为了提高测量的准确性，可以进行温度补偿，校正测量结果。
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； 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。
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。
三线制铂电阻高精度测温方法
图 8 蒸发器过热度控制阶跃响应曲线
收稿日期 :2001 - 10 - 27 ,修改稿收到日期 :2002 - 03 - 27 。 第一作者宫赤坤 ,男 ,1968 年生 ,1987 年毕业于北京第二商业局职工
大学 ,1994 年于洛阳工学院获硕士学位 , 2000 年于江苏理工大学获博士 学位 ,现在上海理工大学进行博士后研究工作 ; 研究领域为空调及制冷 装置的预测控制 、智能控制 ,已发表论文 12 篇 。
= kIc Rt + ( k - 1) Ic rt +ΔVos
式中 :ΔVos为两运放的失调等综合影响 。
多路开关置“2”时 ,
ΔV2 = kIc RN + ( k - 1) Ic r1 +ΔVos
所以 , ΔV1 - ΔV2 = kIc ( Rt - RN) +
( k - 1) Ic ( r′t - r1)
suring method is stated. By using dual integration ADC and ratio method the resistance of the platinum resistor is measured and the error of the measuring circuit can be compensated. The analysis of error shows that the error of measurement is less than 10 - 3 within range of 0～500 ℃under + / - 10 ℃tem2
三线制铂电阻高精度测温方法
The High Precise Te mperature Mea sure ment With 32Wire Platinum Re sistor
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。
三线制PT100温度测量系统的设计
三线制PT100温度测量系统的设计
唐军;杜秀君
【期刊名称】《无线互联科技》
【年(卷),期】2022(19)3
【摘要】文章利用单片机STM32和PT100传感器,搭建了温度测量系统。
系统通过PT100温度传感器,采集温度数据的模拟信号,然后将该信号通过电桥转化为电压信号,再将此电压信号送入仪表运放INA826中进行放大后,送入ADC进行处理,由STM32采用查表法得到温度数据。
最后,系统通过MODBUS-RTU协议,将此温度数据发送给上位机,作为生产工序中重要的参数调控整个产线的运行。
【总页数】2页(P71-72)
【作者】唐军;杜秀君
【作者单位】宜宾职业技术学院电子信息与人工智能学院;宜宾职业技术学院科技处
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
【相关文献】
1.基于Pt100的配电终端温度测量系统设计
2.基于MSP430的三线制Pt100测温系统设计与实现
3.基于PT100的温度测量系统设计研究
4.基于PT100的干燥机温度测量系统的设计
5.基于PT100的温度测量系统的设计
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热电阻在测量化工设备或管道流体介质温度时的常见问题与对策
热电阻在测量化工设备或管道流体介质温度时的常见问题与对策摘要：在现代化工业生产体系当中，传统的温度测量以及温度控制设备已经无法满足当前生产体系的使用需求，因此在现代工业生产体系当中开始使用精度以及有效性更为突出的测温设备。
其中，在化工设备和管道流体介质测温中热电阻已经成为使用相对较为普遍的温度测量以及控制设备。
然而，热电阻在长期使用过程中同样可能出现测量精度以及安全方面的问题，而导致热电阻问题的原因较多（如安装不当，接线不合理等）。
文章从热电阻在实际工作中常出现的几个问题进行简要阐述以及优化措施进行了分析。
关键词：热电阻化工设备测量精度引言在工业自动化水平不断提高、精度要求不断提升的情况下，传统温度控制设备已经无法满足当前工业生产的需求。
根据当前工业生产需求，化工设备当中开始普遍使用热电阻测量温度并进行温度控制。
热电阻能够满足集中、多点、远距离测量的相关需求，在-200℃到500℃工作区间内，热电阻均能够达到较好的测量精度。
鉴于热电阻对高精度生产具有重要的作用以及影响，所以，为了及时、准确、有效地进行温度测量，正确合理安装使用热电阻是十分关键的一个环节。
1 热电阻测温原理传统测温设备大都采用热电偶的技术进行温度测量，而热电阻的温度测量原理与热电偶完全不同。
热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化的特性来测量温度和与温度相关的参数。
热电阻大多由金属材料制成。
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，广泛应用于过程控制中。
使用热电阻时，根据电阻阻值变化情况即能够确定当前被测物体的温度。
目前使用较为普遍的热电阻包括金属热电阻以及半导体热敏电阻两种主要的类型。
2 热电阻的常见问题及对策在化工设备和管道流体介质测温中，热电阻经常使用在高温、高腐蚀、高强度等环境下，生产环境大都相对较为恶劣，充分保护和安装使用热电阻显得尤为重要。
因此，热电阻安装过程中需要使用保护套对热电阻进行保护，提高热电阻的使用寿命。
三线制热电阻测温测温
三线制热电阻测温系统——实验装置改进Wangyuan摘要：在进行测定PT100铂电阻的过程中，发现在实验操作、仪器均无误的情况下，其测得的数值均呈一定规律地偏离了标准数值大小。
原来是是在实验过程中存在多方面的系统误差，我们希望通过减小系统误差从而使实验测得的数据与标准值数值大小相符合。
关键词：PT100铂电阻系统误差三线制自热误差传热和辐射误差1.pt100铂热电阻设计原理PT100是铂热电阻，简称为：PT100铂电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。
PT后的100即表示它在0℃时阻值为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，它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增长。
如下图：2.pt100铂电阻温度特性及测温原理的实验过程分析在研究PT100铂电阻的温度特性以及其测温原理的过程中（本过程是通过先升温后降温进行测试的），通过多次测定PT100铂电阻大小着温度的变化而变化的数值，并通过取平均值的方法，得到一系列数据，再通过查阅铂电阻PT100分度表，并将表格内的数据与先前实验所测得的数据进行比对，不难发现，上述通过多次测量并取平均值的数据分别与铂电阻PT100分度表所显示的数据有微小的出入。
通过建立数据对比图，通过以上两幅折线图可得知，在PT100电阻阻值测定的过程中，当温度在60℃之前，所测定的数值比标准值要高；当温度在在60℃之后，其测定的数值比标准值低，而两条曲线的增长趋势亦有所不同，标准值的回归直线斜率显然要比测定值的回归直线斜率要略高。
如下图：3. 对系统误差分析对于一般的热电阻测温系统，其来自装置的误差有以下：1) 显示仪表的误差 Δ1。
2) 非线性误差Δ1 ——3) 热电阻分度误差Δ3——铂热电阻与分度表偏离的误差。
4) 自热误差 Δ4——由于测量过程中电流流经热电阻时产生温升而引起的附加误差。
5) 线路电阻变化带来的误差（引线电阻）Δ5——采用三线制。
如何提高热电阻在测温系统中的测温精度
如何提高电站设备温度测量信号的准确度陈秀兰摘要：温度测量信号在电站热力控制过程的重要性，温度测量系统的构成，热电偶热电阻测温的特点和工作原理，简要分析影响温度测量系统准确度的主要因素，提出优化温度信号准确度的主要措施。
关键词：温度测量系统构成测温特点及原理影响因素优化措施1概述包括温度、压力、流量、液位等热力过程参数在内的可靠测量与准确，是确保电站热力过程控制与热力机械设备安全运行的必要保证。
一旦热力过程重要参数采集或传输失真，就有可能导致热力机械设备故障或非故障停机，甚至危及机组的安全运行，并有可能发生意外事故。
这不仅直接关系到新建工程项目的顺利投产与移交，而且也关系到人员和设备的安全。
在电站热力过程控制与热力机械设备安全运行中,温度参数的监测控制显得尤其重要。
如：锅炉汽水受热系统的金属壁温、过热蒸汽温度、再热蒸汽温度，汽轮发电机组的汽缸壁温、定子铁芯和绕组温度、轴系各轴瓦温度等。
我们可以通过准确实时的温度测量及其变化趋势，分析判断热力过程的变工况原因，采取相应的控制手段和应对策略。
也即通过提高温度测量的准确性来保证电站运行的安全与可靠，准确反映热力过程的工况和状态变化，避免热力机械设备超温超载运行而发生事故。
因此，提高热力系统温度测量的准确度，确保自控系统温度参数量值传输准确、不失真，使机组热力过程温度测量准确可靠，是热工仪表及控制装置安装人员的重要职责。
2、温度测量系统的构成2.1、温度系统的构成：电站设备的温度测量系统一般由温度传感器、温度补偿器、温度变送器、信号电缆、DCS系统的温度信号采集与隔离组成。
2.2、温度传感器的类型：常用的有热电偶和热电阻两种类型。
2.3、热电偶与热电阻的工作特点及其基本原理简介2.3.1、热电偶的工作特点与基本原理2.3.1.1、热电偶的工作特点：①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触，受中间介质的影响少。
②测量范围广。
常用的热电偶从50～1600℃均可测量，某些特殊热电偶可测更高和更低温度。
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。
三线制热阻测温的计算校正方法
三线制热阻测温的计算校正方法
刘维
【期刊名称】《热电技术》
【年(卷),期】1995(000)003
【摘要】在三线制热阻测温系统中，引线电缆的分布电阻将引起测量误差。
本文分析了这种分布电阻测量精度的影响，并给出了完整的计算校正方法。
【总页数】5页(P34-37,33)
【作者】刘维
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN37
【相关文献】
1.利用计算机设计测温电路与非线性校正 [J], 孙生德
2.三线制铂电阻高精度测温方法 [J], 刘少强;张靖;庄哲民
3.保形变换方法计算具有不同热阻系数部分土壤中直埋电缆的外部热阻 [J], 应启良
4.热电偶测温线路的计算机自动校正 [J], 张毅
5.热电阻测温的计算机校正方法 [J], 陆金铭
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三线制热电阻测温
惠更斯电桥(三线制Pt100)惠更斯电桥的原理图如图所示,它的测量原理是当电桥的上下两个桥臂的电阻对应成比例时,a 点和b 点的电位相等,则检流计流过的电流为零.当其中一个电阻的阻值发生变化时,a 点和b 点的电位就会不等,检流计中就会有电流流过,检流计的指针就会发生偏转.根据这个原理,如果这四个电阻中的任何一个是未知的,而另外三个电阻相等时就可以通过检流计的偏转程度得知未知电阻的大小.热电阻检测温度的原理是利用了热敏电阻的阻值与温度对应成比例的原理,通过检测电阻值的大小来确定检测对象的实际温度.在实际现场中使用的热电阻的型号大多是Pt100,这个型号的含义是当实际温度是0度时,热电阻的阻值是100欧姆.温度每升高或降低一度阻值将变化约0.39欧姆.例如:当你使用万用表测量的阻值为110欧姆时,你可以通过下列计算方法得到实际温度值.先将实测阻值110减去100得到其差值10欧姆,然后用10除以0.39就可以得到实际的温度了.在本例中实际的温度值为25.64度.如果实测电阻值为90欧姆,计算方法和前面的一样,用90减去100得到-10,用-10除以0.39得到实际温度值为零下25.64度.热电阻检测温度的原理是利用了热敏电阻的阻值与温度对应成比例的原理,通过检测电阻值的大小来确定检测对象的实际温度.在实际现场中使用的热电阻的型号大多是Pt100,这个型号的含义是当实际温度是0度时,热电阻的阻值是100欧姆.温度每升高或降低一度阻值将变化约0.39欧姆.例如:当你使用万用表测量的阻值为110欧姆时,你可以通过下列计算方法得到实际温度值.先将实测阻值110减去100得到其差值10欧姆,然后用10除以0.39就可以得到实际的温度了.在本例中实际的温度值为25.64度.如果实测电阻值为90欧姆,计算方法和前面的一样,用90减去100得到-10,用-10除以0.39得到实际温度值为零下25.64度.知道了检测原理,下面要做的工作就是如何检测这个与温度对应成比例的电阻值了.我们通常使用的方法就是利用惠更斯电桥原理.如图我们将电桥的一个桥臂接入测温电阻RTD,另外三个桥臂电阻相等.这样在检流计中流过的电流就会随热电阻阻值的变化而变化.如果我们将检流计两端的电位差引入PLC 的AI 模板中,经过计算就会在HMI 上得到实际温度值.但是,如果只是简单的应用原理进行接线的话是达不到精度要求的.这是因为从PLC 到检测现场有很长的一段距离,导线的线路电阻是不能被忽略的.从右边的图可以看出,电桥的测量桥臂包括了两根连接导线的线路电阻 r .这样是不行的.这就是RTD 测温采用三线制的原因.下图的左边部分是三线制的原理接线图.由图中看出电源通过C 线接入测量桥路,这时电路就可以等效为右图.从右图得知,A 线和B 线的线路电阻 r 被分别连接到上下桥臂中.由于这两根导线的长度一样,既电阻一样,这样就消除了线路电阻的影响.注意:在等效线路图中没有将C 线的线路电阻画出来,这是因为它在供电线路中可以忽略不计.但是当由于接触不良造成C 线电阻过大时,情况就会发生变化.由于C 线电阻过大,供到电桥中的电压会有较大的压降损失,从而导致桥路的输出比实际的要低因此,在实际维护中发现仪表的显示值比实际低时,应检查C 线电阻值.PLC 现场r r RRRRTD RRRR TDrr电源PLC现场rrRRRRTDRRRR TDrrrABC•三线制电阻杆的示意图如左图所示.电阻体的一端引出一根引线,我们称为A线,另一端引出两根引线,称为B线和C线.•A线、B线和C线引入接线盒内并分别接在标有A、B和C(或B,b)的接线端子上.•当来自PLC的三根信号电缆一一对应的接到这三个端子上时,随温度变化的电阻值就被接入到PLC的AI 输入插板中并转换为实际温度.对于使用Pt100热电阻测量介质温度时发生故障时的一般检查方法当HMI上的温度显示值波动较为剧烈时,一般情况下是由于接触不良造成的.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.(如检测一个几十立方米容积的液体储槽中的液体温度时,温度基本不会发生剧烈波动.)在这种情况下应检查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.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.如果温度值显示为负最大,一般情况下为线路短路引起.由上述两点引申出下面的结论:1.如果显示温度比实际的要高,则可能由于接线端子接触不良或接线松脱、折断造成电阻增大所至.这时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;2.如果显示温度比实际的要低,则可能有短路现象或如前面所讲的那样C线电阻增大所引起.检查热电阻是否正常的方法是:无论你在那一个位置(PLC柜的接线端子、中间端子箱、就地电阻杆)进行检查时,都要将A线断开. 这是因为使用万用表的电阻档测量电阻时,表本身要向铂电阻供电,而A线同样是向铂电阻供电的线路.如果不拆下A线,则测量的值就会与实际值相去甚远.断开A线后先将表的红、黑表笔短接,校对表的零点.然后测量AB间、AC间电阻的值,并对这两个值进行比较.如果一致,再用这个值使用前面所示的公式求出实际温度值.。
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在系统升温过程中，升温缓慢，并且数据一直在波动，不稳定。输出电压值显示不稳定的原因之一可能是放大电路中存在噪声干扰非常大，放大输出不稳定；原因之二有可能是加热源存在问题，升温不稳定；原因之三是Pt100接触不好，接触的地方存在干扰。
我们做实验时用的装置测量数据，过程中发现U的值在一定时间内忽上忽下，极其不准确，考虑其原因，有以下几点：
（1）外电路连线过多，受外界干扰大；
（2）实验过程中电路中有电流，加热了一些电阻，使得设备输出值发生变化；
（3）升温过程中加热丝与物块接触不良或者测温的设备与物块接触不良，温度发生细微变化，导致输出变化剧烈。
在原理上，半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。
关于三线制热电阻测温系统的改进
——实验方法方面
摘要：在三线制金属热电阻信号变换实验中，利用铂电阻进行测量。铂电阻使用三引线，其中一端接两根引线，从一定程度上消除了引线电阻对测量的影响。然而，实验室采用的测温系统仍存在诸多缺陷，不仅升温降温过程慢，而且测量的温度不准确，精确度不高，误差大。为提高精确度和实验效率，我们应该对加热降温系统做一定的改进。
风扇以及散热片的作用主要是为制冷片的热端散热。通常半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65度之间，如果通过主动散热的方式来降低热端温度，那冷端温度也会相应的下降，从而达到更低的温度。
总结：通过对实验二进行分析，我们找到了实验误差的来源及影响读数不稳定的因素，在一定的假设之上，我们对实验的方法进行了合理的改进。相信在此改进之下，该实验定能取得较大改善。
设备加热时可能因为接触的缘故导致使读数不准确，因此，我们想到可以先将设备加热到一定温度，然后对其降温，降温时设备与测温装置的接触不良问题能得到较好的避免。
有关对设备的加热及制冷问题,可由半导体制冷片完成，半导体制冷片具有以下特点：
半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体制冷的方式来解决LED照明系统的散热问题，具有很高的实用价值。
关键字：三线制热电阻升温降温
正文：
1. Pt100铂热电阻测温原理
Pt100铂热电阻的工作原理：已知电阻与温度的关系，用测量电阻的方法来推算出温度。铂热电阻的阻值Rt与温度t之间的关系可表示为： )，R0是温度为0
时的电阻。 ， ， 。
铂电阻采用三引线，其中一端接两根引线，从一定程度上消除了引线电阻对测量的影响。
4.实验方法改进
原实验所用的实验装置如图所示：K型热电偶用来测定当前加热块的温度，pt100是我们实验的对象，感受温度与输出电压的变化。该装置的不取之处在于它把加热源置于一边，根据固体热传递方程：
Q
得到，加热块的温度在上升过程中左边温度高于右边温度，即K型热电偶测出的温度要高于热点阻的温度。可将测得的温度-输出曲线绘制如图：
2.使用的器件与单元
加热源、K型热电偶、Pt100热电阻、温度控制单元、温度传感器实验模板、数显单元、万用表。
3.实验缺陷分析
将铂电阻接入电路构成单臂电桥,电桥输出为 ，其中ε为电阻相对变化率。取近似时，电桥输出约为 ，这时电阻的相对变化率与电桥的输出呈线性。
放大电路输出与输入的关系为：
将电桥的近似输出代入放大电路公式，可求得 ,其中
由热电阻的温度与电阻变化公式： ，忽略二次项，可得△R= K2t，
其中K2=R0*α。代入上式，可得：
，其中K=K1*K2;
即可由上式求得总输出与温度呈近似线性关系。这是在考虑到忽略热电阻二次项的影响及单臂电桥输出近似为线性得到的。现在来考虑不忽略热电阻二次项的影响，即直接由 和 所得的曲线在较低温时（0度~100度）的差异，由matlab求得二者曲线如图
而理想的t-U曲线要比实际的t-U曲线低，要想弥补两者的差距，可以假设在加热源旁边放一制冷源，即制冷时左边温度要低于右边温度。得到的曲线如下图所示。所以，要得到真正的t-U曲线，可以将加热与制冷所测的数据两相平均，即为真实的t-U曲线。
假设加热与制冷源有多个，且分布的比较均匀，即加热或冷却时物块均匀升温或降温，则同时升温和降温所测的数据取平均时就更加与真实值接近。