PT100 温度传感器原理及使用接线方法

按IEC751国际标准, 温度系数 :α=0.003851,Pt100(Rt0=100Ω)、Pt1000(Rt0=1000Ω)为统一设计型铂电阻。

α=(R100-R0)/ (R0×100)

电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即Rt=Rt0[1+α(t-t0)] 式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数

Pt100 就是说它的阻值在 0 ℃时为 100 欧姆, ,在100℃时大概为138.5欧姆。是一种以铂(Pt) 作成的电阻式温度传感器。

一、Pt100 温度传感器的主要技术参数如下:

测量范围: -200 ℃~ +850℃;

允许偏差值△℃: A 级± (0.15 + 0.002 │ t │), B 级±(0.30 + 0.005 │ t │);热响应时间

最小置入深度:热电阻的最小置入深度≥ 200mm;

允通电流≤ 5mA。另外, Pt100 温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等

优点。

根据RTD(Resistance Temperature Detector)热电阻的引出线的数量的不同,RTD可分为两线制、三线制和四线制。

两线制RTD的引线是直接在电阻的两端引出两条导线到测温模块上。测温模块采用电桥平衡的原理,RTD作为电桥的一个臂进行测量。

两线制RTD的示意图如下:

两线制RTD传感器没有考虑引出导线的电阻,误差较大,仅适用于精度要求不高的场合

为了消除RTD引线对测量结果的影响,许多RTD采用三线制形式。三线制是在两线制的基础上,从电阻的一端引出第三条线,如下图所示:

工业上多用三线制PT100

二、PT100 温度传感器三根芯线的接法

PT100 铂电阻传感器有三条引线, 可用 A 、B、C(或黑、红、黄)来代表三根线, 三根线之间有如下规律: A 与 B 或 C 之间的阻值常温下在 110 欧左右,B 与 C 之间为 0 欧,B 与 C在内部是直通的, 原则上 B 与 C 没什么区别.仪表上接传感器的固定端子有三个:

A 线接在仪表上接传感器的一个固定的端子.B 和 C 接在仪表上的另外两个固定端子, B 和C 线的位置可以互换, 但都得接上,。如果中间接有加长线, 三条导线的规格和长度要相同。热电阻的 3 线和 4 线接法:是采用 2 线、3 线、4 线,主要由使(选)用的二次仪表来决定。

一般显示仪表提供三线接法, PT100 一端出一颗线,另一端出两颗线, 都接仪表, 仪表内部通过桥抵消导线电阻。一般 PLC 为四线, 每端出两颗线, 两颗接 PLC 输出恒流源, PLC 通过另两颗测量 PT100 上的电压,也是为了抵消导线电阻,四线精确度最高,三线也可以,两线最低,具体用法要考虑精度要求和成本。



三、PT100 温度传感器采用三线式接法的原因:

PT100 温度传感器 0 ℃时电阻值为 100 Ω,电阻变化率为 0.3851 Ω / ℃。由于其电阻值小灵敏度高,式接法可消除引线线路电阻带来的测量误差,原理如下:

PT100 引出的三根导线截面积和长度均相同( 即 r1=r2=r3) ,测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥, 铂将导线一根(r1) 接到电桥的电源端, 其余两根(r2 、r3) 分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂电阻, 电桥处于平衡状态, 引线线电阻的变化对测量结果没有任何影响。



四、pt100温度变送器

若只有PT100,三线制的必须要接上PT100温度变送器才能使用安捷伦采集(两线制或四线制PT100好像可以直接接到安捷伦数据采集仪上采集)

如图为接线图


输出可以为4~20ma电流也可以为1~5V电压,但输出为电压时貌似只能采用两线制PT100温度传感器

或者可以直接采用带有变送器的PT100:

此时一体式的就不需要额外的变送器了

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