【自控学堂】热电阻测温元件及其接线方式

我们曾在前面的文章《【自控学堂】谈谈测温仪表的类型》中已经对铂热电阻作了简单的介绍，因为铂热电阻作为测温元件，温度系数大，电阻率大，热容量小，在测温范围内电阻与温度之间，温度变化与电阻值的变化近似线性关系，所以在工业生产中广泛被使用。我们在文章发出后，收到一些朋友的留言，询问铂热电阻Pt100是什么意思？为什么热电阻的接线要三线制？这里统一进行解答：

一、热电阻分度号

热电阻的分度号是代表不同材料热电阻的型号。分度号Pt100是指铂热电阻，当为温度0℃时，其电阻值为100欧姆。除此外，还有分度号为Pt10、Pt500、Pt800等铂热电阻；分度号为Cu10、C_u50、Cu100等铜热电阻；分度号为NI120、NI500、NI1000镍电阻等，其中常用的铂热电阻测温范围为-200~850℃，铜热电阻测温范围为-50~150℃。

在实际工程应用中一般采用Pt100铂热电阻较为普遍。设计时应根据需要选择使用，尤其是在选择二次仪表时要特别注意，不同分度号的热电阻应与相应的显示仪表或控制系统模拟输入卡类型相匹配。

二、热电阻分度表

热电阻分度表是指温度与电阻的对应值列表，不同的温度电阻值不同。铂热电阻温度与电阻的对应值可由下列公式计算：

当温度为：  

0~850℃时：   R_t=Ro(1+A*t+B*t²)；

-200~0℃时：  R_t=Ro(1+A*t+B*t²+C*(t-100)³)

式中:

t--表示摄氏温度；

Ro--零摄氏度时的电阻值，对于Pt100，Ro等于100欧姆；

A=3.9083*10^-3；

B=-5.775*10^-7；

C=-4.183*10^-12。

对于Pt100铂热电阻来说，它的阻值在0℃时为100欧姆，-200℃时为18.52欧姆，200℃时为175.86欧姆，800℃时为375.70欧姆。

三、热电阻的接线方式

热电阻的接线方式有以下几种：

• 二线制连接法：在热电阻体两端各连接一根导线，采用二线制连接时，由于连接导线线路电阻的影响，测量精度较低，适合于热电阻与二次表之间距离较短，测量精度要求不高的场合，导线的线径尽可能选大些。

• 三线制连接法：在热电阻体一端连接一根导线，另一端连接两根导线，这种连接方式可以克服线路电阻带来的测量误差，提高测量精度。

• 四线制连接法：在热电阻体两端各连接两根导线，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。测温时，它不仅可以消除引出线电阻的影响，还可以消除连接导线间接触电阻及其阻值变化的影响，测量精度高，但需要导线多，工程成本大。

四、三线制连接为何能消除线路电阻对测量精度的影响

在实际应用中，热电阻通常采用三线制连接，通过电缆将电阻信号传送到二次仪表或控制系统，热电阻三线制接法如下图所示：

                         

热电阻Rt作为电桥的一个桥臂电阻，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，这样导线电阻分别加到相邻的桥臂上，只要电缆的材质相同，长度相同，导线电阻就可以互相抵消，不受线路电阻及其随温度变化线路电阻值变化的影响，从而使仪表测量准确度高。

综上所述，热电阻二线制连接因叠加上了线路电阻，测量精度差，在工程中很少应用。三线制连接克服了线路电阻的影响，测量精度比较高，导线的成本相对于四线制连接要低，所以在工程中应用较为广泛。

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