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为什么三线制热电阻能消除导线电阻变化的影响

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laomao9636

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为什么三线制热电阻能消除导线电阻变化的影响

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2023-02-19 22:18:24

在学习S7-1200时，学到了模拟量。看到热电阻有二线/三线/四线之分。二线和四线都容易理解，三线我不太理解，搞明白后记录在这里。如下：

理想状态下，如果不考虑热电阻导线的线电阻，则热电阻测温原理如图1.

图1

图1中R1,R2,R3都是高精度的电阻，Rt是测温用的热电阻。

R1=R2， R3=0℃下的Rt，即如果是PT100，则R3=100Ω。

当0℃时，A和B两点间的电压应该是0V，当温度升高时，Rt阻值随着温度变大，则B点的电位就高于A点电位，A和B两点就有了电位差（电压）。系统通过测量AB两点的电压，根据一定的规则可以计算Rt测得的温度值。

以上就是两线制热电阻的接线方法了。

但我们都知道导线本身也是有电阻的，导线电阻也会跟随温度的变化而变化。如果热电阻的导线很长，当环境温度变化时导线的电阻也将变化，这将影响测量结果。此时等效电路如图2.

图2

图2中r1和r2分别是热电阻两根导线的等效电阻。如果此时Rt所测的温度没有变化，Rt阻值没有改变。但环境温度的变化使r1和r2的阻值改变了，依然会使AB两点的电位差改变，从而造成测量误差。

为了抵消r1和r2变化带来的误差，应用了三线制热电阻，如图3.

图3

图3中，线1的线电阻r1与Rt串联在一起，线2的线电阻r2与R3串联在一起。由于线1，2，3的长度相同，材料相同，所处的环境也相同，因此它们的变化值也相同。当r1变化时，r2也同样变化了相同的阻值，这使得AB两点的电压差不变。r2电阻的变化抵消了r1电阻变化对测量的影响。

以上就是三线制热电阻的测量精度比二线制高的原因了。

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