PT100铂热电阻三种测温方法介绍

PT100 铂电阻的三种接线方式在原理上的不同：二线制和三线制是用电桥法测量，最后给出的是温度值与模拟量输出值的关系。四线没有电桥，完全只是用恒流源发送，电压计测量，最后给出测量电阻值，难度高，使用成本高。
由于 PT100 其电阻值小，灵敏度高，所以引线的阻值不能忽略不计，采用三线式接法可消除引线线路电阻带来的测量误差。

PT100引出的三根导线截面积和长度均相同(即rl=r2=r3)，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥,铂电阻(Rpt100)作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根(rl)接到电桥的电源端，其余两根(r2、r3)分别接到铂热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样两桥臂都引入了相同阻值的引线电阻，电桥处于平衡状态，引线电阻的变化对测量结果没有任何影响。
结果与电动势大小无关，避免了电源变化造成的误差，过多导线分压等问题。
连接导线的电阻和接触电阻会对 PT100 铂电阻测温精度产生较大影响，铂电阻三线制或者四线制接线方式能有效消除这种影响。两线制测量精度差；三线制精度较好；四线制测量精度高，同时需要导线多。相比之下，本次设计采用的三线制更适合集成与 PT100 阻值的获取。

我们只需要根据电桥输出的电压信号，便可以知道 PT100 的温度状态，当 PT100 的电阻值和 Rx 的电阻值不相等时，电桥输出压差信号，这个压差信号很小。由于温度传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调节与转换电路将其放大或变换为容易传输、处理、记录和显示的形式。被测信号量的微小变化需要转换成电信号。放大直流信号时，运放的自身漂移与不平衡电压不可忽略经过运放 放大后可以输出期望大小的电压信号。
通过电路计算或万用表测量可以得到铂电阻的阻值，我们已知 PT100 阻值时，便可通过阻值大小进行温度的测量计算。
常见的温度测量计算方法有以下三种：
测温计算方法一：
在不用知道精确温度时,PT100热电阻阻值每升高一欧姆，温度就会升高 2.5 ℃ (用在低温时)。PT100 温度传感器为 0℃ 时电阻值为100 ，故此时近似温度=(PT100 阻值-100)*2.5。
测温计算方法二：
铂电阻的阻值温度之间的关系在 0～850℃ 范围内：Rt=R0(1+At+Bt2)；
在 -200～0℃ 范围内：Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100)3]；
Rt 代表温度为 t℃ 时的铂电阻的阻值；R0 代表温度为 0℃ 时的铂电阻的阻值；A、B、C 为常数，A=3.96847×10-3/℃；B=-5.847×10-7/℃；C=-4.22×10-12/℃；对满足上述关系的热电阻，其温度系数约为 3.9×10-3/℃。
通过上述公式，可以根据阻值大小进行温度的精准求解，但由于此方法计算量较大，本次实验并不推荐使用。
温度计算方法三：
PT100 的电阻温度与温度具有较好的线性关系，在中低温的温度测量中，较为适合。PT100 在不同温度下的阻值大小具有如下图所示一一对应的测量分度表，可以直观的显示不同温度与 PT100 的阻值大小对应关系。
通过 PT100 的分度表查对应阻值即可知道温度。本次实验设计，通过此方法可以准确、高效的获取温度大小。