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采用四线RTD补偿RTD引线不准确是最佳的解决方案

来源:发表时间:2019-02-12

图1 工业用温度变送器

    铜线用于RTD引线。在三线RTD中,引线称为补偿引线。铜线会导致RTD测量中出现明显错误,因为RTD是电阻,铜线是电阻。在典型的过程工厂中存在许多污染物导致腐蚀,并且这种腐蚀改变了铜引线的电阻。引线中的这种电阻变化可能导致错误。为了消除引线错误,我们上海自动化仪表三厂提供的解决方案是使用四线RTD。原因如下:

    当第三根引线添加到RTD时,通过两次电压测量(如图所示,V1和V2,图2),用今天的电子设备进行测量。重要的是要记住这些是高阻抗电压测量。出于所有实际目的,没有电流流过第三导线; 因此R3永远不会进入等式。

    V1给出引线电阻R1的值。V2给出RTD + R4引线电阻的值。我们从V2中减去V1,只要引线电阻R1 = R4,只剩下RTD的值。这是一个准确的测量。

    重要的是要理解,当准确性是主要关注点时,许多事情都不利于使R1和R4相同。线规不耐受和加工硬化会改变阻力。即使在安装过程中没有发生人为错误,腐蚀仍然会对测量产生影响,这也是R1与R4完全不同的主要原因。那么如果铅的电阻不相等会怎样?

山东十一运夺金    如果电阻不平衡低至1欧姆,则100ΩPTRTD的误差约为+/- 4.7 F(+/- 2.6℃)。如果目标是达到+/- 1 F的测量精度,腐蚀可能会阻碍成功,并且没有任何校准会有所帮助。但是,四线RTD可以提供解决方案(图2)。

    请记住,电压测量是高阻抗,因此,出于所有实际目的,没有电流通过R2和R3并且没有电压降。仅在RTD上测量电压。从不测量R1和R4,因此它们不能产生差分电阻和误差。使用四线RTD时,出于所有实际目的,引线不会引起误差。

    四线RTD可以具有任何长度的引线,并且引线可以经历恒定的电阻变化并且仍然不会导致测量误差。确保总电阻不超过恒流源的驱动能力仍然很重要。通常,现代温度变送器提供足够的电流驱动以支持具有高达3-4K欧姆总电阻的RTD电路。消除了引线错误后,可以专注于传感器和测量设备,以进一步减少误差。使用四线RTD的唯一合理的反对意见是现有的传统输入卡只接受三线RTD。这是旧技术,应考虑更换。

    如果由于某种原因,4线RTD不是一个选项,请考虑另一种选择; 从100ΩRTD切换到1000ΩPTRTD。如本文前面所述,载流支路中1Ω的电阻不平衡会产生大约+/- 4。7 F(+/- 2。6 C)的误差。如果更改为1000Ω传感器,则相同的1Ω不平衡将产生十分之一的影响。1Ω的不平衡误差降至约+/- 0。47 F(+/- 0。26 C)。

    虽然使用1000Ω三线RTD比使用100Ω三线RTD有了很大改进,但它并不是灵丹妙药。当引线电阻不平衡改变时,会导致测量精度发生变化。这意味着仍然需要校准程序来暂时消除错误。四线RTD仍然是最好的解决方案,因为它消除了所有引线错误,并且由于不可避免的腐蚀而无需校准。


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