常见热电阻测量电路的分析与比较
热电阻的测温电路
Pt100热电阻的测温电路[摘要] 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。
在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。
目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。
用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。
温度测量系统应用广泛，涉及到各行各业的各个方面，在各种不同的领域中都占有重要的位置。
从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发，设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。
才测量系统不但可以测量室内的温度，还可以测量液体等的温度，在实际应用中，该系统运行稳定、可靠，电路设计简单实用。
[关键字] 传感器 Pt100热电阻温度测量目录1 前言 (4)1．1 传感器概况 (4)1．2 设计目的 (7)2 设计要求 (8)2．1 设计内容 (8)2．2 设计要求 (9)3 原器件清单 (10)4 Pt100热电阻的测温电路 (11)4．1 总体电路图 (11)4．2 工作原理 (11)5 Pt100热电阻测温电路的原理及实现 (12)5．1 测温电路的工作原理 (12)5．2 测温电路的实现 (14)5．3 测量结果及结果分析 (15)6 制作过程及注意事项 (16)6．1 制作过程 (16)6．2 注意事项 (17)7 总结 (18)8 致谢 (19)参考文献 (20)1 前言1．1传感器概况传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
热电阻测量方法
热电阻测量方法
热电阻是一种常用的温度传感器，它的测量原理是利用材料的电阻随
温度的变化而变化。
热电阻测量方法主要包括选择合适的热电阻、连
接方式、测量电路和温度校准等方面。
选择合适的热电阻是热电阻测量的第一步。
常用的热电阻材料有铂铑、镍铬、铜镍等，不同材料的特性和适用范围不同，需要根据实际测量
需求选择合适的热电阻。
同时，还需要考虑热电阻的测量范围、精度、响应时间等因素。
连接方式是热电阻测量的关键。
常用的连接方式有两线制、三线制和
四线制。
两线制连接简单，但会受到导线电阻的影响，精度较低；三
线制连接可以消除导线电阻的影响，精度较高；四线制连接可以进一
步消除热电阻本身的电阻影响，精度最高。
因此，在选择连接方式时
需要根据实际需求和精度要求进行选择。
测量电路是热电阻测量的核心。
常用的测量电路有恒流源电路、恒压
源电路和桥式电路。
恒流源电路适用于低阻值的热电阻，恒压源电路
适用于高阻值的热电阻，桥式电路适用于精度要求较高的测量。
在选
择测量电路时需要考虑热电阻的特性、测量范围和精度要求等因素。
温度校准是热电阻测量的必要步骤。
由于热电阻的特性会随时间和使用条件的变化而变化，因此需要定期进行温度校准。
常用的温度校准方法有比较法、标准电阻法和温度计法等。
在进行温度校准时需要选择合适的校准方法和校准设备，并按照标准程序进行校准。
综上所述，热电阻测量方法涉及到热电阻的选择、连接方式、测量电路和温度校准等方面。
在实际应用中，需要根据具体情况进行选择和调整，以确保测量精度和可靠性。
热电阻 并联-概述说明以及解释
热电阻并联-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热电阻并联是一种常见的电路连接方式，它可以有效地提高电路的可靠性和稳定性。
该电路连接方式通过将多个热电阻器并联连接在一起，实现了电流的分流和分压作用。
在热电阻并联电路中，多个热电阻器共同承担温度检测和电阻变化的功能，从而提高了检测的准确性和可靠性。
热电阻器是一种利用材料电阻随温度变化的特性进行温度测量的装置。
它的工作原理是当热电阻器与被测温度物体接触时，热电阻器内部会产生热量，并使其温度上升。
随着温度的变化，热电阻器内部材料的电阻值也会相应地发生变化。
通过测量热电阻器电阻的变化，我们可以间接地得知被测物体的温度。
然而，在某些情况下，单个热电阻器无法满足我们的需求。
例如，当需要测量较大范围内的温度变化时，单个热电阻器的测量范围可能会有限。
为了扩大测量范围并提高测量的准确性，我们可以选择将多个热电阻器并联连接在一起。
热电阻并联电路可以通过将多个独立的热电阻器并联在一起实现。
并联连接可以使得电流在不同的热电阻器之间进行分流，从而减小了每个热电阻器所受的电流负荷。
这样做不仅可以减小热电阻器的损耗，延长其使用寿命，还可以提高电路的稳定性和可靠性。
热电阻并联的另一个重要优点是提高了测量的准确性。
通过将多个热电阻器的测量结果进行平均或取最大/最小值，我们可以得到更加可靠和准确的温度测量结果。
这种冗余的测量方式可以有效地降低由于单个热电阻器异常而引起的错误测量。
热电阻并联电路在实际生活中有广泛的应用。
例如，在工业自动化领域，热电阻并联电路常常用于实现温度传感器的测量和控制。
通过将多个热电阻器并联，可以同时测量多个位置的温度，从而实现对生产过程的准确监控。
此外，热电阻并联电路还可以用于温度补偿、温度补偿放大和温度校正等应用中，提高了设备的稳定性和可靠性。
总而言之，热电阻并联是一种有效的电路连接方式，它通过将多个热电阻器并联连接在一起，提高了电路的可靠性和稳定性。
它不仅可以扩大测量范围，提高测量的准确性，还可以应用于各种工业自动化和控制领域。
热电阻测量电路
1、二线制接法采用两线制得测温电桥如图所示:(a)为接线示意图,(b)为等效原理图。
从图中可以瞧出热电阻两引线电阻RW与热电阻RW一起构成电桥测量臂,这样引线电阻RW因沿线环境温度改变引起得阻值变化量2△RW与因被测温度变化引起热电阻Rt得增量值△Rt一起成为有效信号被转换成测量信号,从而影响温度测量精度。
(a)示意图(b)等效原理图分析两线制由于引线电阻得误差图中,r为引线得电阻,Rt为Pt电阻,其中由欧姆定律可得:当Rr=Rt时(电桥平衡),V0=-I2*2r 。
从V0得表达式可以瞧出,引线电阻得影响十分明显,两线制接线法得误差很大。
//由于连接导线得电阻RL1、RL2无法测得而被计入到热电阻得电阻值中,使测量结果产生附加误差。
如在100℃时Pt100热电阻得热电阻率为0、379Ω/℃,这时若导线得电阻值为2Ω,则会引起得测量误差为5、3 ℃。
2、三线制接法三线制接线法构成如图所示测量电桥,可以消除内引线电阻得影响,测量精度高于两线制。
目前三线制在工业检测中应用最广。
而且,在测温范围窄或导线长,导线途中温度易发生变化得场合必须考虑采用三线制热电阻。
(a)示意图(b)等效原理图三线制接线法由图1-13所示,由欧姆定律可得:当Rr=Rt时,电桥平衡,I1=I2,V0=0。
可见三线制接线法可很好得消除引线电阻,提高热电阻得精度。
3、四线制接法如图所示,在热电阻感温元件得两端各连两根引线,此种引线形式称为四线制热电阻。
在高精度测量时,要采用如图所示四线制测温电桥。
此种引线方式不仅可以消除内引线电阻得影响,而且在连接导线阻值相同时,可消除该电阻得影响,还可以通过CPU定时控制继电器得一对触点C与D得通断,改变测量热电阻中得电流方向,消除测量过程中得寄生电势影响。
四线制测量方式不受连接导线得电阻得影响、当测量电阻数值很小时,测试线得电阻可能引入明显误差,四线测量用两条附加测试线提供恒定电流,另两条测试线测量未知电阻得电压降,在电压表输入阻抗足够高得条件下,电流几乎不流过电压表,这样就可以精确测量未知电阻上得压降,计算得出电阻值(a)示意图(b)等效原理图在热电阻得根部两端各连接两根导线得方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。
热电偶热电阻的工作原理及相互间的区别
热电偶/热电阻的工作原理及相互间的区别2022 年 01 月 04 日星期日下午 05:06热电偶热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应, 即两种不同成份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。
其优点是：①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬)，最高可达+2800℃(如钨-铼)。
③构造简单，使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。
1．热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或者半导体 A 和 B 焊接起来，构成一个闭合回路，如图 2-1-1 所示。
当导体 A 和B 的两个执着点 1 和 2 之间存在温差时，两者之间便产生电动势,于是在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
2．热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或者数量级上均不及标准化热电偶，普通也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从 1988 年 1 月 1 日起，热电偶和热电阻全部按 IEC 国际标准生产，并指定 S、B、E、K、R、J、T 七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：①组成热电偶的两个热电极的焊接必须坚固；②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
常见热电阻测量电路的分析与比较
常见热电阻测量电路的分析与比较摘要：在工业生产现场中，热电阻是一种重要的测量传感器，需要通过导线将测量信号传递到控制系统中，因此本文通过分析比较三种常见的接线方式，来说明导线对热电阻测量电路的影响。
关键词：接线方式；二线制；三线制；四线制一、背景介绍随着社会的发展，工业技术也不断进步。
在很多工业领域中，热电阻是一种将温度变化转化为电阻值变化的一次元件，在工业生产现场中，需要通过导线将电阻值信号传递到计算机控制系统中或其他仪表上。
由于其安装地与控制地存在一定的物理距离，不能忽视热电阻引线对其测量结果产生的较大影响，因此研究热电阻的接线方式具有重要意义。
二、常见测量电路的分析目前在生产中，常见的热电阻测量电路接线方式主要有三种：二线制、三线制和四线制。
这三种接线方式由于自身的优缺点应用于不同的场合，接下来将详细介绍这三种接线方式。
2.1 二线制接线电路二线制的接线方式就是从热电阻的两端各引出一根导线接入测量电路，从而导出电阻信号，这是热电阻最简单的一种接线方式，该测温原理图的等效电路图如图2-1所示。
其中，r为两根连接导线的电阻；为热电阻，是系统的感温元件；R为固定电阻，与热电阻及导线电阻构成惠斯通电桥。
根据式2-1得出：式2-2在上式2-2中，R为测量电路中的已知量，可测量得出，因此，测量的距离较短或者在测量精度要求不高时，可以将导线电阻r忽略，视为r=0。
这时就可得出：式2-3采用二线制时，其一，并没有考虑导线电阻，但现实中导线电阻必然存在，导致较大的误差；其二，若采用这种电路进行精密温度测量，整个电路还必须在使用温度范围内。
因此这种接线方式只适合用于测量精度要求较低、传送距离较短的情况。
2.2 三线制接线电路三线制的接线方式是将一根导线从热电阻的根部引出，接到电桥的电源端；从另外一端引出两根导线，这两根导线分别接到热电阻所在的桥臂以及与其相邻的电桥桥臂上，等效电路图如图2-2所示。
其中，为三个定值电阻，为热电阻。
热电阻温度测量电路的研究
ＲＥ Ｆ
图 ３ １四线制 测溢 电路 －
图 ３２ 二线 制 测温 电路 －
－
１０ ４
维普资讯
中国科技信息 ２０ 年 第 １ 期 ０８ ６
Ｃ Ｉ ＣＥＣ ＴＣＮ ＬＧ ＩＯ Ｍ ＴＯ ｕ． ０ ＨＮ Ｓ Ｉ ＥＡ Ａ Ｎ ＥＨ Ｏ Ｏ Ｙ Ｉ＇Ｒ Ａ Ｉ Ａ ｇ２ ８ ￣ Ｎ ０
极 灯被 点亮之前 ，影射到激励 电感线圈上 得电阻不能认 为是开路 ，而是一个较小的
数值。正是 由于无极灯在点火阶段的影射 电阻 Ｒ 比 较 小 ，通 过 式 （） 以 看 出 ，点 ９可 火 电压也大大下降 ，从而增大 了无极灯点 火的难度。 为此 ， 在无极灯中采用两个激励
的功率 。因而在点火阶段 ，激励电感磁芯 中 的磁 感 应 强度 最 大 ，但 决 定 磁 芯 温 度 高 低 的主要 因素是无极灯稳定工作时激励电 感磁芯中的磁感应强度。为 了避免激励 电 感磁芯饱和 ， 防止磁芯过热 ， 应该限定激励 线 圈磁芯中的磁感应 强度。为 了增强无极
响。恒 流源必须保证 电流稳定不变 ，而 且 其值的精 确度应 该和测量精确 度相 适应。 两种接法都必须从热电阻感温体的根 部 引 出 ，不能 从热 电阻的 接线 端 子上 分 出。因为从感温体到接线端子之问的导线
＋
导线沿途的环境温度而变的 ，环境温度并 非处处相同 ，且 又变化莫测。
１ ．引言
工业用热电阻安装在生产现场 ， 而其测 温电路板安装在控制室 ， 其间的引线很长， 如 果仅用两根导线接在热 电阻两端 ， 导线本 身 的阻值势必和热电阻的阻值 串联在一起 ， 造 成测量误差。 如果每根导线的阻值是ｒ测量 ， 结果 中必然含有绝对误差 ２ 。尤其令人遗 ｒ 憾的是， 这个误差很难修正 ， 因为ｒ 的值是随
热电阻的测温电路
Pt100热电阻的测温电路[摘要] 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。
在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。
目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。
用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。
温度测量系统应用广泛，涉及到各行各业的各个方面，在各种不同的领域中都占有重要的位置。
从降低开放成本扩大适用范围、系统运行的稳定性、可靠性出发，设计一种以Pt100铂热电阻为温度信号采集元件的传感器温度测量系统。
才测量系统不但可以测量室内的温度，还可以测量液体等的温度，在实际应用中，该系统运行稳定、可靠，电路设计简单实用。
[关键字] 传感器Pt100热电阻温度测量目录1 前言 (4)1．1 传感器概况 (4)1．2 设计目的 (7)2 设计要求 (8)2．1 设计内容 (8)2．2 设计要求 (9)3 原器件清单 (10)4 Pt100热电阻的测温电路 (11)4．1 总体电路图 (11)4．2 工作原理 (11)5 Pt100热电阻测温电路的原理及实现 (12)5．1 测温电路的工作原理 (12)5．2 测温电路的实现 (14)5．3 测量结果及结果分析 (15)6 制作过程及注意事项 (16)6．1 制作过程 (16)6．2 注意事项 (17)7 总结 (18)8 致谢 (19)参考文献 (20)1 前言1．1传感器概况传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
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常见热电阻测量电路的分析与比较
摘要：在工业生产现场中，热电阻是一种重要的测量传感器，需要通过导线将测量信号传递到控制系统中，因此本文通过分析比较三种常见的接线方式，来说明导线对热电阻测量电路的影响。
关键词：接线方式；二线制；三线制；四线制
一、背景介绍
随着社会的发展，工业技术也不断进步。
在很多工业领域中，热电阻是一种将温度变化转化为电阻值变化的一次元件，在工业生产现场中，需要通过导线将电阻值信号传递到计算机控制系统中或其他仪表上。
由于其安装地与控制地存在一定的物理距离，不能忽视热电阻引线对其测量结果产生的较大影响，因此研究热电阻的接线方式具有重要意义。
二、常见测量电路的分析
目前在生产中，常见的热电阻测量电路接线方式主要有三种：二线制、三线制和四线制。
这三种接线方式由于自身的优缺点应用于不同的场合，接下来将详细介绍这三种接线方式。
2.1 二线制接线电路
二线制的接线方式就是从热电阻的两端各引出一根导线接入测量电路，从而导出电阻信号，这是热电阻最简单的一种接线方式，该测温原理图的等效电路图如图2-1所示。
其中，r为两根连接导线的电阻；为热电阻，是系统的感温元件；R为固定电阻，与热电阻及导线电阻构成惠斯通电桥。
图2-1 热电阻二线制等效电路图
根据等效电路可以得出，显示仪表两端的电压：
式2-1
根据式2-1得出：
式2-2
在上式2-2中，R为测量电路中的已知量，可测量得出，因此，测量的距离较短或者在测量精度要求不高时，可以将导线电阻r忽略，视为r=0。
这时就可得出：
式2-3
采用二线制时，其一，并没有考虑导线电阻，但现实中导线电阻必然存在，导致较大的误差；其二，若采用这种电路进行精密温度测量，整个电路还必须在使用温度范围内。
因此这种接线方式只适合用于测量精度要求较低、传送距离较短的情况。
2.2 三线制接线电路
三线制的接线方式是将一根导线从热电阻的根部引出，接到电桥的电源端；
从另外一端引出两根导线，这两根导线分别接到热电阻所在的桥臂以及与其相邻
的电桥桥臂上，等效电路图如图2-2所示。
其中，为三个定值电阻，
为热电阻。
图2-5 热电阻三线制测量原理图
在三线制接线图中可以看出，当电桥平衡时，可得出：
式2-4通过式2-4可以得出：
式2-5
在式2-5中，如果，则等号右边的r可以消去，就等同于r=0时的电
桥平衡公式。
这说明在这种情况下，电路的测量结果不会受到导线电阻r的影响，但只有在电桥平衡的情况下才可将热电阻导线带来的影响消除。
2.3 四线制接线电路
四线制的测量电路接法是从热电阻的根部两端分别引出两根导线，测量电路
如图2-3所示。
图2-3 热电阻四线制测量电路图
其中，、、、分别为四根导线、、、的等效电阻，该测
温电路采用电流、电压法，由恒流源给热电阻供电，导线电阻、对测量电路
没有影响，因为运算放大器的虚断特性，可知导线、上没有电流，故导线电阻、也对测量电路没有影响，因此热电阻两端电压、。
则：
式2-7
式2-8
由式2-7、式2-8可见四线制接线方式可以完全消除导线电阻对电路的影响，因此它主要用于高精度要求的测量情况。
1.
常见测量电路的比较
通过以上的分析发现，二线制只适合用于测量精度要求较低、传送距离较短
的情况。
所以通过引入三线制和四线制来消除热电阻与检测设备之间导线的影响。
主要区别通过电阻补偿、接线原理、测量精度三个方面进行分析。
3.1电阻补偿方面
二线制：二线制中没有电阻补偿，配线简单，主要误差是导线在电流回路中
产生一定的压降造成测量误差，但却忽略了该误差。
三线制：三线制中有线路电阻补偿，可以消除引线电阻的影响。
四线制：在四线制中，在热电阻的根部两端各连接的两根导线，这种方式可以完全消除导线电阻对电路的影响，但比较费线，成本较高。
3.2 测量原理方面
二线制和三线制接线方式都是用电桥法测量，最终给出的是温度值与模拟量输出值之间的关系。
四线制接线方式没有电桥，完全应用电流电压法。
3.3 测量精度方面
二线制：二线制中电压测量回路与电流回路合二为一，即检测设备的I- 端子和V-端子短接、I+ 端子和V+短接接线方式简单，用线少，但测量精度差。
三线制：电流回路的参考位和电压测量回路的参考位为同一直线，即检测设备的I- 端子和V- 端子短接，相比于二线制精度较高，且接线比四线制简单，工业上最常应用。
四线制：电流回路和电压测量回路独立分开，相比于二线制和三线制，该接线方式精度最高。
1.
结术语
通过理解各个接线方式的优劣，可以根据实际情况所要求的测量精度以及经济性要求去选择合适的测量方法。
二线制只能应用于精度要求较低的电路；而三线制在工业中常常应用，因为其消除了导线对电路的影响，精度较高；四线制中导线电阻对测量电路无影响，测量精度最高，同时成本最高。
在科技飞速发展的今天，四线制应提高实用性，更好地应用在各行各业。
参考文献
[1] 周敏,葛兴时.三线制及四线制热电阻测量方法的探究[B].工业计量1002-1183(2015)03-0033-03
[2] 高朋飞. 热电阻接线方式及其应用[A]. 10.15988/ki.1004 -6941.2018.11.022
2。