PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路分析

[摘 要]从实践工作来看，由于PT100铂热电阻接线错误的出现，进而容易引发二次仪表测量的监测温度比实际值要高很多的情况。为了使此类情况的发生得到有效处理，有必要加强对PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路分析。本文即在分析PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路的基础上，进一步给出了PT100铂热电阻接线的正确方法，以期为实际应用工作效率的提升提供具有价值的参考建议。

[关键词]PT100铂热电阻；错误接线；二次仪表电阻

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0071-01

对于PT100铂热电阻来说，属于一类较为常用的测温元件，比如：在斗轮堆取料机的减速箱当中，便会安装PT100铂热电阻，以此作为测温元件；此过程中，主要的工作原理为：利用二次仪表，把PT100铂热电阻组织变送成为实际温度，进而使减速箱的油温保护得到有效实现[1]。然而，基于实际应用过程中，通常会出现二次仪表呈现的温度比减速箱的实际油温（由水银温度计测量出来的结果）高出5℃到8℃的情况。通过严格的实验观察、分析，结果显示：因PT100铂热电阻在接线方式上存在错误，进而导致测量误差的发生。从测量误差的排除角度考虑，本文对“PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路”进行分析意义重大。

1.关于PT100铂热电阻测温原理的分析

铂热电阻阻值会在温度发生改变的情况下而随之改变，通常情况下，铂热电阻的阻值也会随着温度的升高而变大。以《GB/T30121-2013工业铂热电阻及铂感温元件》为标准，将铂热电阻的温度用“t”表示，将t℃条件的铂热电阻阻值用“Rt”表示，将0℃条件下的阻值用“Ro”表示，那么铂热电阻阻值的计算公式为：

-200

0≤t

在上述计算公式当中，A、B、C均为常数，A为3.9083×10-3；B为-5.775×10-7、C为-4.183×10-12。

对于PT100铂热电阻来说，其基于0℃条件下，阻值是100Ω，而在100℃条件，则其组织大概为138.5Ω[2]。所以，在对PT100铂热电阻的精准阻值测量出来的条件下，才能够获取PT100传感器所处的温度。

2.对PT100铂热电阻测温出现的误差的解析

不管是在斗轮堆取料过程中，还是在装船机取料过程中，均采用了PT100取料方式。其中，铂热电阻能够使减速箱油温保护得到有效实现。但是，由于需把PT100二次仪表高油温报警输出信号接入机上的连锁保护，所以对PT100的测量精度提出了较高的要求。在实际工作过程中，特别是在夏季，由于所处环境温度偏高，加之PT100铂热电阻测温存在虚高的特点，进而容易致使斗轮堆取料机频繁发生高油温故障，对于此类故障在未能及时有效处理的情况下，会使设备的正常、可靠运行受到很大程度的影响。

从具体应用角度来看，无论是斗轮堆取料机，还是装船机，其PT100铂热电阻都会随减速箱在各个场所布设，但是和PT100铂热电阻相配套应用的二次仪表则集中在斗轮堆取料机和装船机电气房内安装。在二次仪表和铂热电阻间，会有4×0.5mm2控制电缆敷设，实际应用2芯、备2芯，电缆的长度大概在50-70米范围内[3]。经实验发现，把二次仪表在PT100铂热电阻附近临时固定，所测量的温度和水银温度计测量的结果之间对比基本上不存在误差。但是，如果将PT100铂热电阻恢复向偏远的二次仪表接入，那么误差便会在电缆长度增加的情况下而发生增加。此外，因PT100铂热电阻的电阻值会在温度上升的情况下而随之升高，当所测电阻值偏大的情况下，会使PT100铂热电阻测温呈现虚高的现象。从大多数实验来看，因二次仪表和PT100铂热电阻间的电缆本体电阻阻值偏高，进而引发测量误差[4]。综合考虑，便有必要给出PT100铂热电阻接线的正确方法，进而使测量误差的发生得到有效解决。

3.对PT100铂热电阻接线方法的解析

因二次仪表和PT100铂热电阻间电缆电阻是客观存在的，所以有必要给予规范、科学的技术手段，使电缆电阻引发的测量误差得到有效排除。以三线制热电阻测量方法为例，主要组成元件包括：①恒流源电路；②电阻测量回路；③模数转换电路；④滤波增益回路；⑤单片机。现对其电阻测量回路进行重点解析，左半部分为三线制铂热电阻，右半部分为三线制铂热电阻测量回路。并可得出：（1）在此次测量回路当中，具备恒流源输入I；（2）所需测量的铂热电阻为RTD，如果将RTD铂热电阻电压设置为VR，那么热电阻到二次仪表的线路等效电阻有Rw1、Rw2、Rw3；因线路长度保持一致，所以有Rw1=Rw2=Rw3；（3）将运算放大器A3反向输入端电压设置为V-，将同相输入端电压设置为V+，输出端电压设置为VA3。以测量回路为依据，便可以进一步得出VA3=VR。

因在此测量回路摄入为恒流源，那么根据所测获取的运算放大器A3的输出端VA3，便能够将VR电压并换算获取出RTD电阻值，然后对此阻值采取相应的处理，便能够将热电阻温度求解出来。从中可知，此三线制测量方法使PT100测量回路当中PT100传感器到二次仪表的线路电阻产生的误差得到有效排除[5]。此外，在对PT100铂热电阻接线方法进行合理调整的基础上，把之前四芯电缆没有接入的第三芯投入应用，保证PT100铂热电阻接线方法转变为三线制，便使测量误差得到有效解除，进而使PT100铂热电阻测温精度得到有效保证。

结合上述研究可知，基于PT100铂热电阻三线制接线方法是一种非常理想的方法，主要的优势包括：其一，成本低廉；其二，接线简单；其三，应用广泛。所以，基于PT100铂热电阻三线制接线方法可作为优先，以此使测量误差的发生得到有效控制。

4.结语

通过本文的探究，认识到当PT100铂热电阻接线方法不正确或受到一些因素的影响下，会引发测量误差。因此，便有必要给出PT100铂热电阻接线的正确方法，进而使测量误差的发生得到有效解决。在本次研究过程中，通过对关于PT100铂热电阻测温原理的分析，解析了PT100铂热电阻测温出现的误差，进一步给出了基于PT100铂热电阻三线制接线方法。实验结果表明：基于PT100铂热电阻三线制接线方法具备多方面的优势，即：成本低廉、接线接单、使用广泛，能够使测量误差的发生得到有效控制。因此，可以选择基于PT100铂热电阻三线制接线方法。此外，近年来不少学者表明PT100铂热电阻四线制接法也是一种理想的接法，从测量精度角度考虑，有必要进一步对PT100铂热电阻四线制接法进行进一步探究。

参考文献

[1]隋洪岗.PT100温度传感器在温度数据实时监测系统中的应用[J].电脑开发与应用，2011，04：64-65.

[2]秦彩霞.温度仪表的选型与应用[J].仪器仪表用户，2013，06：77-79+96.

[3]阮晓飞，郭盈盈，张婧.化工企业温度测量系统误差分析方法及对策[J].仪器仪表标准化与计量，2014，01：40-42.

[4]江慎为.铂热电阻温度检测系统应注意的问题[J].石油化工自动化，2014，02：63-64+75.

[5]吉瑞，雍丽华.变压器远方测温系统测量误差的产生原因和应对措施[J].电力安全技术，2012，02：61-62.