热电阻的两线制、三线制与四线制接法


1.两线制接法,如图1所示,r为引线电阻,Rt为Pt电阻,由欧姆定律可得:

I1=\frac{U}{R+Rr}, I2=\frac{U}{R+Rt+2r}, Vo=I1Rr-I2(Rt+2r)

当Rr=Rt(电桥平衡)时,Vo=-I2×2r。可见由引线电阻引起的测量误差比较大

 2.三线制接法,如图2所示,I1=\frac{U}{R+Rr+2r}, I2=\frac{U}{R+Rt+2r}

Vo=I1(Rr+2r)-I2(Rt+2r)=I1Rr-I2Rt+2(I1-I2)r

当Rr=Rt时,电桥平衡,I1=I2,Vo=0

可见三线制接法可以很好地消除引线电阻,提高测量精度

 3.四线制接法,如图3所示,使用时主要是给电阻施加一个稳定电流,然后测量热电阻上的电压降,来提高测量精度和灵敏度。其中,I+、I-端是给热电阻提供恒定电流的,V+、V-是用来监测热电阻的电压变化,以此来得到温度变化。这种方法精度最高,但是接法最复杂

下面是一个PT100热电阻测量原理图,用的是三线制的接法,运放放大倍数是100倍,AD623运放6号引脚,输出的是0-3.3V电压到单片机的AD引脚。

R12 R13 R16电阻是100R,C15是0.1uf滤波电容,C17是10uf电解电容。

当温度为零度时,Pt100阻值为100R,电桥平衡,运放6号引脚输出电压为0V。当PT100阻值为210R左右时,这时运放输出电压大约为3.2v左右,这几乎是运放输出最大值了。

 

本文理论部分转载于CSDN 小杨同学呀