4線制連接是測(cè)量若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件傳感器的最佳和最準(zhǔn)精準(zhǔn)的技術(shù)方案

在這篇文章中，上海自動(dòng)化儀表有限公司自儀三廠向您解釋了

若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件或若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件溫度檢測(cè)器的工作原理以及2,3和4線連接之間的區(qū)別。

    也許您知道在若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件和RTD（若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件溫度檢測(cè)器）測(cè)量中，您可以使用2,3或4根電線，但也許您真的不記得它們之間的區(qū)別，或者這些連接是如何工作的。我知道，承認(rèn)這件事很令人尷尬。但不要擔(dān)心 - 我將解釋這些事情是如何運(yùn)作的。

    在本文中，我將簡(jiǎn)要解釋一下若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件或電阻溫度檢測(cè)器電表的工作原理以及2,3和4線連接的區(qū)別。我希望這些信息可以幫助您在工作中實(shí)踐。

    讓我們開始挖掘 - 電阻/若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件電表如何工作？
    讓我們從基礎(chǔ)開始構(gòu)建這個(gè)。在談?wù)撾娋€數(shù)量之前，我們先來看一下電阻表是如何工作的。
    開始：若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件表實(shí)際上并不直接測(cè)量電阻。什么？

    ?若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件表正常工作的方式是通過待測(cè)電阻發(fā)送一個(gè)小的精確電流，然后測(cè)量電阻上形成的電壓降。在了解了電流和電壓之后，我們的老朋友歐姆定律解決了其余問題。歐姆定律說電阻是電壓除以電流，或R = U / I.。

    例如，如果通過若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件器的電流為1 mA（0.001 A）且電阻器上的電壓降為0.100 V，則電阻器R = U / I = 0.100 V / 0.001 A = 100 ohm。

    因此，電阻表實(shí)際上通過電流和電壓測(cè)量來測(cè)量電阻。

    通常，測(cè)量電流約為1 mA，因此如果您測(cè)量的電阻為100歐姆，則電阻上會(huì)有0.1 V的電壓降。較高的電阻范圍將使用較小的測(cè)量電流。通常，溫度變送器使用約0.2mA的電流。我見過變送器的電流從0.1 mA到幾mA。并且電流并不總是直流電流，但可以是脈沖電流。

    由于功率耗散，測(cè)量電流將導(dǎo)致若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件探頭中的自熱，特別是在與周圍環(huán)境熱連接較差的小型若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件元件中。因此，測(cè)量電流應(yīng)保持較低。

    當(dāng)然，若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件測(cè)量裝置本身必須確切地知道用于正確計(jì)算的電流。

    也許現(xiàn)在是圖表解釋的時(shí)候了：

    在上圖中，“若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件表”框?qū)?yīng)于電阻（或RTD）表。兩個(gè)黑點(diǎn)和連接，“R”是您要測(cè)量的阻力。

    上圖是使用2線連接，因?yàn)橹挥袃筛鶎?dǎo)線（測(cè)試引線）用于連若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件。在上圖中，導(dǎo)線是理想的，沒有電阻。但實(shí)際上，所有電線和測(cè)試引線都有一定的電阻，觸點(diǎn)也總是有若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件。

    因此，如果我們考慮電線和連接的若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件（Rw）來說明實(shí)際的雙線連接，我們將在下面得到以下實(shí)用示意圖：

    在實(shí)踐中，這里的一個(gè)大問題是電阻表現(xiàn)在將測(cè)量總若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件，即“待測(cè)電阻”和電線和連接中的所有電阻的組合（串聯(lián)連接）。

    儀表看到的是Uw + Ur + Uw的總和，雖然它只想看到Ur。結(jié)果，電阻計(jì)表示電阻，它是R和所有連接若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件的組合。

    因此，若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件結(jié)果中存在錯(cuò)誤。

    測(cè)量總是太高。根據(jù)電線和連接，這可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量中出現(xiàn)巨大錯(cuò)誤。在長(zhǎng)導(dǎo)線和連接不良的情況下，誤差可能是幾歐姆（甚至無窮大）。但即使使用高質(zhì)量的測(cè)試引線和剪輯，也總會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤。

    如果您想進(jìn)行可靠和精確的電阻（或RTD）測(cè)量，請(qǐng)勿使用2線連接。

    如何擺脫2線測(cè)量中的這些錯(cuò)誤？
    最好的答案是使用4線連接。我們來看看下一個(gè)。

    4線電阻測(cè)量
    通過4線連接，我們的想法是使用單獨(dú)的導(dǎo)線來提供測(cè)量電流并測(cè)量電阻上的電壓降。

    對(duì)于這種連接，需要4根電線，這就是名稱。很合乎邏輯......

    讓我們看一張圖片來說明4線連接：

    您可能想知道，“ 與2線連接相比，這有何不同？“嗯，它與理想的電線和連接沒有任何區(qū)別，但在現(xiàn)實(shí)世界中獲得理想的電線非常困難（不可能）。因此，在實(shí)踐中，隨著電線和連接中所有未知的變化若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件，這將產(chǎn)生重大影響。

    這是為什么？嗯，這就是我在這里的目的：

    現(xiàn)在有單獨(dú)的專用電線，可以通過電阻提供準(zhǔn)確的電流。如果這些導(dǎo)線和連接中存在一些電阻，則無關(guān)緊要，因?yàn)楣潭娏靼l(fā)生器仍將產(chǎn)生相同的精確電流，并且電流在通過這些連接電阻時(shí)不會(huì)改變。

    此外，還有用于電壓測(cè)量的單獨(dú)導(dǎo)線，它們直接連接到待測(cè)電阻的支路上。這些電壓測(cè)量導(dǎo)線中的任何電阻對(duì)電壓測(cè)量沒有任何影響，因?yàn)樗且环N非常高阻抗的測(cè)量。這些導(dǎo)線中幾乎沒有電流，即使有若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件，也不會(huì)產(chǎn)生任何電壓降，因此沒有誤差。

    由于上述原因，4線連接可以精確測(cè)量連接電阻（R），即使在所有連接線和連接中都存在電阻。

    因此，4線連接是測(cè)量若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件或熱電阻傳感器的最佳和最準(zhǔn)確的方法。

    前面的4線測(cè)量圖的實(shí)用原理圖如下圖所示，添加了導(dǎo)線和連接電阻（Rw）：

    3線若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件測(cè)量：
    實(shí)際上，必須使用/安裝4根電線可能有點(diǎn)耗時(shí)/昂貴。對(duì)4線連接進(jìn)行了簡(jiǎn)化修改，這是一種3線連接。是的，你猜對(duì)了，它使用了3根電線。

    雖然3線連接不如4線連接那么準(zhǔn)確，但如果所有3根線都相似并且它比差2線連接好得多，則非常接近。因此，3線連接已成為許多工業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。

    在3線連接中，我們的想法是我們移除其中一根導(dǎo)線并假設(shè)所有導(dǎo)線的電阻相似。

    現(xiàn)在，讓我們看一下3線連接的原理圖，包括線電阻：

    在上面的示意圖中，下部?jī)H具有一根電線。因此，下部連接提醒我們2線連接，而更高的連接就像4線連接。在較高的部分，儀表可以補(bǔ)償導(dǎo)線電阻，就像4線連接一樣。但在下部，它無法補(bǔ)償導(dǎo)線（Rw3）電阻。

    那么，連接如何工作？
    若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件表具有內(nèi)部開關(guān)，因此它可以首先測(cè)量上環(huán)的電阻（Rw1 + Rw2的總結(jié)），然后將結(jié)果除以2并獲得這兩條線的平均電阻。然后，儀表假定第三根導(dǎo)線（Rw3）具有與Rw1和Rw2的平均值相同的電阻。然后切換到正常連接以測(cè)量連接的阻抗R，并使用測(cè)量結(jié)果中較早測(cè)量的導(dǎo)線電阻的結(jié)果。

    值得記住的是，只有當(dāng)所有3根導(dǎo)線和連接都具有相同的電阻時(shí)，3線連接才是準(zhǔn)確的。如果導(dǎo)線和連接電阻存在差異，則3線連接將導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。3線測(cè)量中的誤差可以是（太高或太低），取決于電纜和連接之間的電阻差異。

    在工業(yè)應(yīng)用中，3線連接通常是一個(gè)很好的折中方案; 它足夠準(zhǔn)確，您需要使用比完美的4線測(cè)量少一根電線。

    結(jié)論：
    要記住的一些事項(xiàng)：
    校準(zhǔn)若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件時(shí)，如果可能，請(qǐng)使用4線連接。
    當(dāng)然，當(dāng)您校準(zhǔn)配置為3線測(cè)量的熱電阻溫度變送器時(shí)，您需要使用3根電線。確保使用3根類似的電線并若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件保持良好的接觸。
    使用3線若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件探頭時(shí)，連接到熱電阻變送器，確保與所有3根電線的變送器螺釘保持良好接觸。
    在校準(zhǔn)中使用若下紅酒B級(jí)鉑電阻元件參考探頭時(shí)，請(qǐng)確保始終使用4線連接。
    切勿對(duì)需要準(zhǔn)確的任何物體使用2線電阻測(cè)量。當(dāng)然，它可用于故障排除和粗略測(cè)量。