PT100二、三、四线制的原理及故障排除方法

一、测温原理

热电阻(如Pt100)是利用其电阻值随温度变化而变化的原理，将温度转换成电阻的温度传感器。

温度变送器(PLC的AI模件)通过给热电阻施加已知的激励电流来测量其两端的电压，得到电阻值(电压/电流)，然后将电阻值转换成温度值，从而实现温度测量。

热阻和温度变送器(PLCAI模件)之间有三种连接方式:二线制、三线制和四线制。

二、二线制

变送器通过导线L1.L2给热电阻施加激励电流I，测量电势V1.V2。

Rt的计算：

由于连接线的电阻RL1.RL2无法测量，计入热电阻的电阻值，导致测量结果附加误差。例如，在100℃时，Pt100热电阻的热电阻率为0.379ω/℃，如果导线的电阻值为2ω，则测量误差为5.3℃。

三、三线制。

它是实际应用中最常见的连接方如图2所示，增加一根导线，以补偿连接导线电阻引起的测量误差。三线系统要求三根导线的材料、直径、长度和工作温度相同，使三根导线的电阻值相同，即RL1=RL2=RL3。激励电流I通过导线L1.L2加激励电流I，测量电势V1.V2.V3。导线L3接入高输入阻抗电路，IL3=0。

热阻的阻值Rt：

因此，三线制接法可以补偿连接线电阻引起的测量误差。

四、四线制。

是热电阻测温的理想接线方式。如图3所示，通过导线L1.L2给热电阻施加激励电流I，测量电势V3.V4。导线L3.L4接入高输入阻抗电路，IL3=0，IL4=0，所以V4-V3等于热电阻两端的电压。

热电阻的电阻值：

五、常见三线制Pt100热电阻的结构

三线制电阻杆的示意图如图4所示，电阻体的一端引出一根引线，我们称为A线，另一端引出两根引线，称为B线和C线。

A线、B线和C线引入接线盒内并分别接在标有A、B和C(或B,b)的接线端子上。

当来自PLC的三根信号电缆一一对应的接到这三个端子上时，随温度变化的电阻值就被接入到PLC的AI 模件中并转换为实际温度。

六、当用Pt100热电阻测量介质温度时出现故障时的通用检验方法。

HMI上的温度显示值波动较大时，一般是由于接触不良所致。

这种变化速度较慢，是因为温度变化较慢，属于惯性环节。

尤其对热容量大的被测物体。

(例如检测一座数十立方米体积的储液槽内的液体温度，温度变化基本上不会剧烈波动)在此情况下，应检查各接线端子上的接线是否 松脱，或连接导线是否似断似连。

在实际测量中，当温度的数值显示为无限，通常故障的原因是线路断路。

若温度值显示为最大，一般是由于线路短路所致。

由此得出以下结论：1.若显示温度高于实际温度，则可能是由于接线端子接触不良或导线松开.折断导致电阻增大。

在这个时候，应对电阻杆接线盒中的接线柱及各中端箱端的对应端子进行检查与固定。

还有可能是由于端子和导线之间存在氧化层，造成电阻增大 。

这可以用砂纸或其它工具来除去氧化层。

2.如果显示温度低于实际值，就会出现短路现象，或者如前所述C线电阻增加 。