02.29 PT100溫度傳感器的原理和接線方式是怎麼樣的?

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PT100溫度傳感器的原理和接線方式是怎麼樣的?

說到pt100,大家應該很熟悉了,工業生產中很多的測溫都用pt100熱電阻,主要是其價格便宜,測溫相對穩定等特點。那麼PT100溫度傳感器的原理和接線方式是怎麼樣的?

首先,測溫原理。

熱電阻是基於電阻的熱效應進行溫度測量的,即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此,只要測量出感溫熱電阻的阻值變化,就可以測量出溫度。所以這個原理也是熱電阻發生故障時,我們進行維修的重要依據。那麼什麼是pt100熱電阻呢?即在0攝氏度時阻值為100Ω,雖即還有pt10、pt1000等熱電阻,不過常用的還是pt100。

其次,接線方式。

pt100熱電阻的接線方式有兩線制、三線制、四線制,一般三線制的使用最多,兩線制的基本不用了,主要是測溫受導線阻值影響;四線制測溫精準度高,一般場合很少用;而三線制主要是利用橋型電路抵消導線的阻值,這樣導線的阻值將會減少對測溫的影響。

不過現在使用一體化溫度變送器的比較多,及pt100和溫度變送器的組合,將pt100的電阻信號經過變送器轉變成0~24mA的直流電流信號或者0~5V的直流電壓信號。這樣在控制櫃內就不用再單獨設置熱電阻的信號轉換器了,都是統一的信號,方便管理。

最後,故障維修。

pt100熱電阻在使用時間久了之後,會出現各種各樣的故障,測溫不準。那麼你是如何處理這些故障的呢?請大神分享交流學習!


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PT100溫度傳感器的原理和接線方式是怎麼樣的

PT100溫度傳感器的原理:鉑熱電阻是利用導體材料鉑的電阻值與工作端溫度的變化來改變性質的。其在氧化性介質中甚至在高溫環境,它的物理化學性質穩定,但是在還原性介質中或者在高溫環境下,鉑金屬容易被汙染,使的鉑絲變得很脆,同時改變了熱電阻阻值與溫度的關係。



工業上用的鉑熱電阻的溫度係數3.850×10^-3℃^-1,工作範圍-200到850℃,在-200到0℃範圍內,鉑熱電阻阻值與溫度關係為:Rt=Ro〔1+At+Bt^2+C(t-100℃)t^3〕溫度範圍在0~850℃內,鉑熱電阻阻值與溫度的關係為:Rt=Ro(1+At+Bt^2).上式中Rt是溫度t℃的電阻值、Ro是溫度為0℃時的阻值、A、B、C為鉑熱電阻溫度係數。


鉑熱電阻一般採用三線制接線方式,為了消除連線電阻變化和熱電阻阻值的變化產生疊加引起的測量誤差,所以採用三線制接法。溫控數顯表接線圖如下,


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PT100是正溫度係數的熱敏電阻,線性度比較好可以用來連續測溫,下面介紹PT100的測溫原理和接線方式。

1.什麼是PT100

PT100是鉑電阻,隨著溫度的升高電阻增大,並且基本呈線性方式,很適合用作連續測溫,所以很多工業用溫度傳感器都是用PT100來實現的。這裡的100是指鉑電阻的阻值在0℃時為100Ω。相應的PTT1000是指,在0℃時電阻值為1000Ω。

2.PT100的測溫原理和調理方式

在使用PT100測溫時,通常用惠斯通電橋來實現。即利用三個定值電阻和PT100組成惠斯通電橋,當溫度發生變化時導致PT100阻值發生變化,從而使電阻兩端的壓差發生變化。

後端處理電路以AD620/AD623查分運放為例,通過調節電阻R51可以設置查分運放的放大倍數,信號經過調理後可以進入單片機進行AD採樣。如下的電路,是我應經成熟應用的,產品已經量產多年,比較穩定,大家可以參考。

3.PT100的接線方式

PT100的接線方式有四線制、三線制、兩線制,在採樣精度要求不是非常精確的情況下,三線制用的比較多。如下圖所示,是PT100的三線制和兩線制的接線方法。

其實從圖上可以看出,接線類似,在接線時注意要把電阻接入採樣端。

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PT100溫度傳感器的原理和接線方式

一、簡介

Pt100,就是說它的阻值在0度時為100歐姆,PT100溫度傳感器是一種以鉑(Pt)作成的電阻式溫度傳感器,屬於正電阻係數,其電阻和溫度變化的關係式如下:R=Ro(1+αT).

二、Pt100溫度傳感器的主要技術參數如下

1、測量範圍:-200℃~+850℃;允許偏差值△℃:A級±(0.15+0.002│t│), B級±(0.30+0.005│t│);熱響應時間電流≤5mA。另外,Pt100溫度傳感器還具有抗振動、穩定性好、準確度高、耐高壓等優點。

三、PT100溫度傳感器三根芯線的接法

1、 PT100鉑電阻傳感器有三條引線,可用A、B、C(或黑、紅、黃)來代表三根線,三根線之間有如下規律:A與B或C之間的阻值常溫下在110歐左右,B與C之間為0歐,B與C在內部是直通的,原則上B與C沒什麼區別.

2、儀表上接傳感器的固定端子有三個:

A線接在儀表上接傳感器的一個固定的端子.B和C接在儀表上的另外兩個固定端子,B和C線的位置可以互換,但都得接上,。如果中間接有加長線,三條導線的規格和長度要相同。熱電阻的3線和4線接法:是採用2線、3線、4線,主要由使(選)用的二次儀表來決定。一般顯示儀表提供三線接法,PT100一端出一顆線,另一端出兩顆線,都接儀表,儀表內部通過橋抵消導線電阻。一般PLC為四線,每端出兩顆線,兩顆接PLC輸出恆流源,PLC通過另兩顆測量PT100上的電壓,也是為了抵消導線電阻,四線精確度最高,三線也可以,兩線最低,具體用法要考慮精度要求和成本。

三、PT100溫度傳感器產品特徵

1、不鏽鋼套管封裝,經久耐用

2、活動螺絲固定,使用方便

3、按照國際IEC751國際標準製造,即插即用

4、多種探頭尺寸可選、適應面廣

5、高精度、高穩定、高靈敏

6、外形小巧,經濟實用

7、特性指標

●測溫範圍: -200-400℃

●探頭長度: 5cm/10cm/15cm/20cm

●探頭直徑: Φ5mm

●電阻變化: 0.3851Ω/℃

●安裝方式: 活動螺絲固定

●螺絲規格: M8*1.0

●引線長度: 一般2米,可訂製長度(專用引線)

●引線接法: 三線式

●接線方式: 接線叉

●套管材質: 不鏽鋼

●傳感器件: PT(鉑)

四、PT100溫度傳感器採用三線式接法的原因:

PT100溫度傳感器0℃時電阻值為100Ω,電阻變化率為0.3851Ω/℃。由於其電阻值小,靈敏度高,所以引線的阻值不能忽略不計,採用三線式接法可消除引線線路電阻帶來的測量誤差,原理如下:

PT100引出的三根導線截面積和長度均相同(即r1=r2=r3),測量鉑電阻的電路一般是不平衡電橋,鉑電阻(Rpt100)作為電橋的一個橋臂電阻,將導線一根(r1)接到電橋的電源端,其餘兩根(r2、r3)分別接到鉑電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上,這樣兩橋臂都引入了相同阻值的引線電阻,電橋處於平衡狀態,引線線電阻的變化對測量結果沒有任何影響。

尺寸圖:

接線圖:

選型圖:

五、PT100原理及分度表

電阻式溫度傳感器(RTD,Resistance Temperature Detector)-一種物質材料作成的電阻,它會隨溫度的上升而改變電阻值,如果它隨溫度的上升而電阻值也跟著上升就稱為正電阻係數,如果它隨溫度的上升而電阻值反而下降就稱為負電阻係數。大部分電阻式溫度傳感器是以金屬作成的,其中以鉑(Pt)作成的電阻式溫度檢測器,最為穩定-耐酸鹼、不會變質、相當線性最受工業界採用。

PT100溫度傳感器是一種以鉑(Pt)作成的電阻式溫度傳感器,屬於正電阻係數,其電阻和溫度變化的關係式如下:R=Ro(1+αT) 其中α=0.00392,Ro為100Ω(在0℃的電阻值),T為攝氏溫度,因此白金作成的電阻式溫度傳感器,又稱為PT100 。


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我所接觸的PT100是用在大功率的電動機一種溫度保護,它是由於PT100熱電阻的溫度與阻值變化關係,它是集溫度溼度採集於一體的智能傳感器。溫度的採集範圍可以在-200℃~+850℃,PT100分為兩種,一種是負的溫度檢測,一種是正的檢測溼採集範圍是0%~100%。這是我們常用的分度表

-50度 80.31歐姆 -40度 84.27歐姆 -30度 88.22歐姆 -20度 92.16歐姆 -10度 96.09歐姆 0度 100.00歐姆 10度 103.90歐姆 20度 107.79歐姆 30度 111.67歐姆 40度 115.54歐姆 50度 119.40歐姆 60度 123.24歐姆 70度 127.08歐姆 80度 130.90歐姆 90度 134.71歐姆 100度 138.51歐姆 110度 142.29歐姆 120度 146.07歐姆 130度 149.83歐姆 140度 153.58歐姆 150度 157.33歐姆 160度 161.05歐姆 170度 164.77歐姆 180度 168.48歐姆 190度 172.17歐姆 200度 175.86歐姆,利用這一特性將數字量通過變送器轉化為模擬量送入微機分析,送入PLC的擴展模塊,通過PLC去執行。

我在現實工作中,PT100是個易損件。壞了還不好辦,它是預埋在電機裡面的原件,照表70-80度的PT100的電阻是120歐姆左右,用個120左右的電阻替代,可以生產,但是PT100就不起作用了,(個人心得,實踐能用好。應急處理方法)

PT100熱電阻接線方式   1、二線制:在PT100熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制:這種引線方法很簡單,但由於連接導線必然存在引線電阻r,r大小與導線的材質和長度的因素有關,因此這種引線方式只適用於測量精度要求較低的場合。   2、三線制:在PT100熱電阻的根部的一端連接一根引線,另一端連接兩根引線的方式稱為三線制,這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的消除引線電阻的影響,是工業過程控制中的最常用的方式,採用三線制PT100熱電阻是為了消除連接導線電阻引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻,其連接導線也成為橋臂電阻的一部分,這一部分電阻是未知的且隨環境溫度變化,造成測量誤差。採用三線制,將導線一根接到電橋的電源端,其餘兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上,這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差,紹興中儀的PT100熱電阻常規都採用這種三線制的形式。   3、四線制:在PT100熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制,其中兩根引線為熱電阻提供恆定電流I,把R轉換成電壓信號U,再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可完全消除引線的電阻影響,主要用於高精度的溫度檢測。

PT100大多數使用二線制接線方法


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