2 线 RTD、3 线 RTD 和 4 线 RTD 之间的区别
出处:网络整理 发布于:2024-12-16 16:59:51
RTD 只是一个线电阻,其本质上只有两条引线。因此,随着温度升高,电阻增大。高质量 RTD 通常使用铂丝,其电阻随温度变化而发生线性、可预测的变化。
然而,如果铂丝连接到两根铜线引线上,则引线的电阻会很大。这给系统带来了一些限制,因为引线越长意味着电阻越大,而铂丝只占总电阻的一小部分。
图 1.简单的颜色编码两线 RTD 配置。图片由Thermometrics提供
当系统发生任何类型的变化时,必须重新校准两线 RTD 系统。例如,假设热处理炉的运行温度高于其原始设计。在这种情况下,必须针对新的温度设置重新校准两线 RTD,因为 RTD 和引线中的电阻会发生变化。必须考虑所有这些电阻变化才能产生准确的结果。
两线 RTD 通常不用于工业中,但它们有助于展示电阻温度测量中的一些重要概念。
3 线 RTD 传感器
为了考虑引线电阻,可以使用三线 RTD。三线 RTD 因其准确性和稳健性而成为业界常见的配置。此外,它们只需要一根额外的电线。
三线 RTD 的一根引线连接到 RTD 的一个,两根引线连接到 RTD 的另一个端子。所有三根均由相同材料制成,并且长度相同,因此所有三根导线的电阻近似相等。
3 线 RTD 传感器接线图
随着温度的变化,引线电阻也会发生变化,但使用三线系统时,电阻变化将是可预测的。这可能比为 RTD 将遇到的每个新环境制作校准表更好。
三线 RTD 可以使用经批准的延长线进行扩展。这些电缆延长线具有三根相同的电线和一个标准化连接器。这样,即使每根导线上的电阻发生变化,也应该以相同的量改变每根导线上的电阻,并且 RTD 上的压降将保持不变。
4 线 RTD 传感器
四线 RTD 背后的原理与三线 RTD 相同,只是 RTD 的每个端子连接了两根电线。这使得四线 RTD 为准确,尽管与三线 RTD 相比,使用四线 RTD 的成本较高,但即使提高了精度,也可能不值得付出额外的成本。
4线RTS传感器接线图
四线 RTD 的优点在于,它可以在电线特别长或可能暴露于温度梯度的环境中使用。这样,即使电线受热不均匀,每组引线的电阻也会被消除。选择正确的电阻温度检测器 (RTD)
三线 RTD 通常优于两线 RTD,这是有充分理由的。三线 RTD 不需要校准表,而两线 RTD 则需要校准表。如果所有三根电线的材料和结构相同,则可以在合理范围内增加电线长度。
例如,假设在控制回路中使用 RTD 来改变冷却剂的流量,从而控制放热化学反应的温度。使用两线 RTD 来测量温度,并使用校准表,它可以在该系统中表现良好。然而,新的催化剂将使温度升高一点,工程界已决定较高的温度是可以接受的。由于新的温度会增加 RTD 引线的电阻,因此需要新的校准表。
相反,假设使用三线 RTD 系统。新的温度要求意味着引线电阻的增加,就像两线系统一样。然而,由于所有三根导线(假设)被均匀加热,因此减去了引线电阻,并且不需要校准表。因此,所有测得的电阻都是由于 RTD 导线本身的温度变化造成的。
大多数用于处理和显示 RTD 数据的硬件多有四个端子,并带有适合两线、三线和四线配置的标记。确保仅使用适当的端子。如果该过程需要三线 RTD,请勿将跳线端子连接在一起。请记住,所进行的测量依赖于所有具有电阻的电线,因此短电线将具有较低的电阻并导致测量误差。
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