4線制連接是測量若下紅酒B級鉑電阻元件傳感器的最佳和最準精準的技術方案

在這篇文章中，上海自動化儀表有限公司自儀三廠向您解釋了

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

    也許您知道在若下紅酒B級鉑電阻元件和RTD（若下紅酒B級鉑電阻元件溫度檢測器）測量中，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，承認這件事很令人尷尬。但不要擔心 - 我將解釋這些事情是如何運作的。

    在本文中，我將簡要解釋一下若下紅酒B級鉑電阻元件或電阻溫度檢測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踐。

    讓我們開始挖掘 - 電阻/若下紅酒B級鉑電阻元件電表如何工作？
    讓我們從基礎開始構建這個。在談論電線數(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級鉑電阻元件表實際上并不直接測量電阻。什么？

    ?若下紅酒B級鉑電阻元件表正常工作的方式是通過待測電阻發(fā)送一個小的精確電流，然后測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，電阻表實際上通過電流和電壓測量來測量電阻。

    通常，測量電流約為1 mA，因此如果您測量的電阻為100歐姆，則電阻上會有0.1 V的電壓降。較高的電阻范圍將使用較小的測量電流。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，測量電流將導致若下紅酒B級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級鉑電阻元件元件中。因此，測量電流應保持較低。

    當然，若下紅酒B級鉑電阻元件測量裝置本身必須確切地知道用于正確計算的電流。

    也許現(xiàn)在是圖表解釋的時候了：

    在上圖中，“若下紅酒B級鉑電阻元件表”框?qū)陔娮瑁ɑ騌TD）表。兩個黑點和連接，“R”是您要測量的阻力。

    上圖是使用2線連接，因為只有兩根導線（測試引線）用于連若下紅酒B級鉑電阻元件。在上圖中，導線是理想的，沒有電阻。但實際上，所有電線和測試引線都有一定的電阻，觸點也總是有若下紅酒B級鉑電阻元件。

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

    在實踐中，這里的一個大問題是電阻表現(xiàn)在將測量總若下紅酒B級鉑電阻元件，即“待測電阻”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。結果，電阻計表示電阻，它是R和所有連接若下紅酒B級鉑電阻元件的組合。

    因此，若下紅酒B級鉑電阻元件結果中存在錯誤。

    測量總是太高。根據(jù)電線和連接，這可能會導致測量中出現(xiàn)巨大錯誤。在長導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)量的測試引線和剪輯，也總會出現(xiàn)一些錯誤。

    如果您想進行可靠和精確的電阻（或RTD）測量，請勿使用2線連接。

    如何擺脫2線測量中的這些錯誤？
    最好的答案是使用4線連接。我們來看看下一個。

    4線電阻測量
    通過4線連接，我們的想法是使用單獨的導線來提供測量電流并測量電阻上的電壓降。

    對于這種連接，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)實世界中獲得理想的電線非常困難（不可能）。因此，在實踐中，隨著電線和連接中所有未知的變化若下紅酒B級鉑電阻元件，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)在有單獨的專用電線，可以通過電阻提供準確的電流。如果這些導線和連接中存在一些電阻，則無關緊要，因為固定電流發(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不會改變。

    此外，還有用于電壓測量的單獨導線，它們直接連接到待測電阻的支路上。這些電壓測量導線中的任何電阻對電壓測量沒有任何影響，因為它是一種非常高阻抗的測量。這些導線中幾乎沒有電流，即使有若下紅酒B級鉑電阻元件，也不會產(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線連接是測量若下紅酒B級鉑電阻元件或熱電阻傳感器的最佳和最準確的方法。

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

    3線若下紅酒B級鉑電阻元件測量：
    實際上，必須使用/安裝4根電線可能有點耗時/昂貴。對4線連接進行了簡化修改，這是一種3線連接。是的，你猜對了，它使用了3根電線。

    雖然3線連接不如4線連接那么準確，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)應用的標準。

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

    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，下部僅具有一根電線。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，儀表可以補償導線電阻，就像4線連接一樣。但在下部，它無法補償導線（Rw3）電阻。

    那么，連接如何工作？
    若下紅酒B級鉑電阻元件表具有內(nèi)部開關，因此它可以首先測量上環(huán)的電阻（Rw1 + Rw2的總結），然后將結果除以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量連接的阻抗R，并使用測量結果中較早測量的導線電阻的結果。

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

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

    結論：
    要記住的一些事項：
    校準若下紅酒B級鉑電阻元件時，如果可能，請使用4線連接。
    當然，當您校準配置為3線測量的熱電阻溫度變送器時，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級鉑電阻元件保持良好的接觸。
    使用3線若下紅酒B級鉑電阻元件探頭時，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。
    在校準中使用若下紅酒B級鉑電阻元件參考探頭時，請確保始終使用4線連接。
    切勿對需要準確的任何物體使用2線電阻測量。當然，它可用于故障排除和粗略測量。