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閱讀：33發布時間：2025-1-26
RTD溫度傳感器的引線補償技術
RTD溫度傳感器通常稱為 PT100溫度傳感器）是工業中的溫度傳感器之一。，它是適用于中低溫度（-300 至 + 600 °F）的最準確和可重復的傳感器。
RTD 代表電阻溫度裝置。很簡單，傳感器由一個電阻值隨溫度變化而組成。迄今為止見的 RTD溫度傳感器是 PT100 385。該元件在 0°C (32°F) 時為 100 歐姆，在 100°C (212.0°F) 時為 138.5 歐姆。
儀器工程師面臨的挑戰之一是處理設備電阻相對較低的問題。這是因為 RTD溫度傳感器組件的任何雜散電阻（特別是引線電阻）都會給測量的電阻增加顯著的誤差。
為了解決這個問題，發明了不同的引線補償方案，并被稱為 2 線、3 線和 4 線。
2線技術
2 線 RTD溫度傳感器兩線 RTD溫度傳感器是的形式。
引線 R 是將 RTD 連接到儀器的導線的引線電阻。在這種情況下，儀器將讀取比真實 RTD 溫度更高的溫度，因為儀器測量：
RTD + 2x 引線 R
例如，如果導線電阻為 0.5 歐姆，那么儀器讀數將比應有的高 2.6?C (4.7F)。補償此誤差的方法是手動調整儀器的偏移量。這當然變得乏味并且容易出現人為錯誤。自動鉛補償儀器被發明來解決這個問題。補償技術使用連接到傳感器的額外電線來測量引線電阻并消除其影響。
3線技術
三線引線方案需要兩次測量，次測量是 V1，它給出了 RTD + Lead R 的結果。第二次測量給出了 R Lead 的結果 V2。因此，要獲得真正的 RTD 測量值，我們只需從 Vlead + RTD 中減去 Vlead，就可以離開 RTD。
因此，對于任何引線 R 值，此方案將自動補償引線電阻并為您提供正確的溫度。
這種技術的假設是三根導線中的每根導線的引線電阻都相同。這是一個非常安全的假設，尤其是在電線生產中使用的現代制造技術。在實際示例部分，您將更多地了解這些錯誤是如何疊加的。
4線技術
這種技術依賴于現代儀器的非常高的輸入阻抗，因此在傳感器導線中幾乎沒有電流流動：這是今天非常有效的假設。
通過在一次測量中測量 VRTD，在該方案中可以無誤地感測 RTD。這種方案的優點是它還可以補償任何引線不平衡。
從歷看，4 線技術在歐洲受到德國影響的精度的影響而流行。
在北美市場，3 線技術在過去得到了更廣泛的應用，即使在今天，4 線傳感器的銷量也以 3 比 1 的比例超過了 4 線傳感器。這是由成本和實用性主導的。
實際例子
1、頭戴式變送器使用 24 AWG 電線將 RTD 傳感器連接到探頭長度為 12 英寸的變送器
圖
2、頭戴式變送器使用 24 AWG 電線將 RTD 傳感器連接到探頭長度為 12 英寸的變送器
圖
從上述頭戴式應用的結果來看，3 線和 4 線都是消除引線電阻效應的出色技術。
此外，長電纜測試還顯示 3 到 4 根電線足夠。即使存在一些導線不平衡，計算出的誤差也將其置于幾乎所有工業應用的不確定范圍內。
另一個有時會被問到的問題是：“如果我有一個 4 線 RTD，它可以用作 3 線 RTD 嗎？” 答案是肯定的，讓一根導線與 4 線傳感器斷開連接不會給 3 線導線補償系統增加任何誤差。
然而，事實并非如此。
您不能通過簡單地將儀器上的第 3 條和第 4 條線短接在一起來將 3 線 RTD 與 4 線儀器一起使用。這將導致顯著的引線電阻誤差。
綜上所述
應避免使用 2 線 RTD 輸入，除非導線長度很短并且您使用的是低規格導線來降低引線電阻。
多年來，3 線和 4 線補償技術已被證明可以提供一種的方法來自動補償 RTD 中的引線電阻。
如果您關心長引線長度的精度，您會選擇 4 線。而事實證明，3 線技術對于所有實際工業用途都是準確的，并且與 4 線技術相比，它可以節省大約 20% 的線材成本。
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