Pt100是2-线制、3-线制还是4-线制连接?

Pt100, Pt1000 和NTC都是电阻温度计中最常用的测量元件。我想用这篇文来更详细地介绍这一连接类型。

热电阻温度计是将电阻转变为温度信号,因此,热电阻温度计在测量过程温度时可另配Pt100。电子元件(如温度变送器)通过使用恒定电流和电压降得出电阻值。根据欧姆定律(R = U/I),电压(U)除以电阻(R)则等于恒定电流(I)。Pt100可以采用2线制、3线制、4线制连接到变送器上。

PTC/NTC in 2-Leiter-Schaltung

图示:带2-线制连接的Pt100

2-线制连接的Pt100

2线制连接的情况下,测量过程中添加电缆电阻常被视为错误信号。对于横截面为0.22 mm2的铜线电缆,通常使用该数值转换方式:Pt100为0.162 Ω/m → 0.42 °C/m。而对于Pt1000,电源线(0.04 °C/m)的影响通常比普通电阻的影响小10倍。与带NTC测量元件(如R25=10k)的常用热电阻R25相比,引线电阻就相对变得不那么重要了。由于NTC的特性曲线带有一定斜度,随着温度的升高,产品所受到的影响并不会成比例加大。

PTC/NTC in 3-Leiter-Schaltung

图示:带3-线制连接的Pt100

3-线制连接的Pt100

三线制连接可以最大限度地补偿引线电阻的影响。但前提必须是,所有引线电阻相同,其次才能视作三线制连接。引线连接的最大长度取决于评估电子元件(变送器、显示器、控制器或过程控制系统)的导体横截面和补偿选项。

NTC/PTC in 4-Leiter-Schaltung

图示:带4-线制连接的Pt100

4-线制连接的Pt100

4-线制连接完全消除了连接导线对测量结果的影响,因为连接导线的引线电阻中所有的不对称性都得到了补偿。



如:当测量错误发生在150℃、线缆长度为10m时,导体横截面为0.22mm2

其他测量元件

从本质上来降低线缆影响的方法是增加导体横截面面积。横截面为 0.5 mm2 时,线性电阻仅为0.036 Ω/m或0.1 °C/m 。所有其他可选件(3/4-线制连接或增加横截面面积)都会导致线缆成本的增加,这一点是很难被客户接受的,特别是在对成本非常敏感的机械制造行业。为了在成本控制和高准确度之间找到一个平衡点,对于较短的线缆,可选用A级,带2-线制连接的Pt1000测量元件。

总结

  • Pt100带4线制连接进行测量时,准确性最高。
  • Pt1000的测量元件为A级时,即使在2线制的情况下其测量准确性也很高,是3线制或4线制的经济型替代选择。


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