热电阻测量电路设计及注意事项

工业用热电阻安装在生产现场，而其指示或记录仪表安装在控制室，其间的引线很长。如果仅用两根导线接在热电阻两端，导线本身的阻值就和热电阻的阻值串联在一起，造成测量误差。而且热电阻的阻值变化很小，50 Ω的铂电阻，若导线电阻为1 Ω，将产生约5°C的测量误差。如果每根导线的阻值是r，测量结果中就含有绝对误差2r，而且r的值随导线沿途的环境温度而变，很难修正，因此，这种两线制连接方式不宜在工业热电阻上普遍使用。为解决这一问题，采用三线制和四线制的测量电路。

1）三线制

为避免和减少导线电阻对测温的影响，工业热电阻多采用三线制接法。如图6.3所示，热电阻RT有三根导线相连，它们粗细相同，长度相等，阻值都是r。热电阻与电桥配合时，一根导线串联在电桥的电源上，对电桥的平衡与否没有影响，另外两根分别串联在电桥的相邻两臂里，使两相邻臂的阻值都增大r。

图6.3　热电阻的三线制接法

当电桥平衡时，有

由此可得

若设计的电桥满足R1＝R2，则(www.xing528.com)

从式（6.6）知，此时的电桥平衡公式和r＝0时完全一样，导线电阻r对热电阻的测量毫无影响。但必须注意，只有对电源端对称电桥（R1＝R2），在平衡状态下才是如此。因此，R4多为精密电位器，用以调整电桥的平衡。

2）四线制

顾名思义，四线制就是热电阻的两端各用两根导线连到仪表上。如图6.4所示，一般是用直流电位差计作为指示或记录仪表，由恒流源为热电阻RT提供电流I，在RT上产生的电压降U可用电位差计测出，根据欧姆定律可知

图6.4　热电阻的四线制接法

这里为热电阻提供电流和测量其上电压共用了四根导线。尽管导线有电阻r，但电流在导线①、②上由r形成的压降Ir不在电位差计测量范围内，而电位差计两端导线③、④上虽有电阻但无电流（电位差计测量时不取电流，内阻→∞），所以四根导线的电阻对测量均无影响。

与电位差计配合的四线制热电阻测量法，不受任何条件的约束，总能消除连接导线电阻对测量的影响。当然，恒流源必须保证电流I稳定不变，其值的精度应和RT的测量精度相适应。

值得注意的是，无论采用三线制或四线制，都必须从热电阻感温体的根部引出导线，而不能从热电阻的接线端子上引出。因为从感温体到接线端子之间虽然导线不长，但距被测温度近，温度变化剧烈，其电阻的影响不容忽视。