PT100热电阻采用三线制接线的核心目的是消除导线电阻引起的测量误差,尤其适用于长距离传输或高精度测温场景。以下是详细接线原理与步骤:
一、三线制原理(为什么需要三根线?)
1.误差来源
-导线电阻(如铜导线)随温度变化,导致PT100两端电压测量值偏离真实值。
2.三线制补偿逻辑
-两根导线(同材质/同长度)分别接入电桥相邻臂,其电阻变化相互抵消。
-第三根线用于传输激励电流,不参与电压测量,避免导线压降干扰。
二、接线步骤(以通用颜色标注为例)
线色 | 名称 | 连接位置 | 作用 |
红 | 激励正极 (Exc+) | 仪表/PLC的 EXC+ 端子 | 提供恒定电流(通常1mA) |
白1 | 信号正极 (Sig+) | 仪表/PLC的 SEN+ 端子 | 测量PT100电压(高精度端) |
白2 | 公共负极 (Exc-/Sig-) | 仪表/PLC的 EXC- 和 SEN- 短接端子 | 电流回流与电压参考点 |
关键操作:
1.将两根白色导线分别接入SEN+和短接后的EXC-/SEN-端子;
2.红色导线接入EXC+端子。
三、不同仪表的端子标识对照表
设备类型 | 激励正极 | 信号正极 | 公共负极 |
西门子PLC (AI模块) | 3+ | 2+ | 3-与4- 短接 |
罗斯蒙特变送器 | Exc+ | Sig+ | Exc-/Sig- 短接 |
通用温控器 | + | S+ | -端子 短接 |
注意:若仪表无专用三线制端子,需手动将EXC-与SEN-短接!
四、常见错误及后果
1.错误:将两根白线并联后接入SEN+
后果:完全失去补偿作用,误差增大≈导线电阻值×2。
2.错误:未短接EXC-与SEN-
后果:仪表按两线制计算,温度显示偏高(如导线10Ω导致误差≈4℃)。
3.错误:红/白线序接反
后果:测量值跳变或溢出(可能损坏仪表ADC电路)。
五、现场调试验证方法
1.测导线电阻:
-用万用表测量两根白线间电阻(应为0.1~1Ω,且差值<0.05Ω)。
2.短路测试:
-在PT100端子侧将三根线短接,仪表应显示≈0Ω(对应-200℃)。
3.对比验证:
-用标准电阻箱模拟PT100值(如100Ω),检查仪表显示是否为0℃。
六、三线制vs两线制/四线制
接线方式 | 精度误差 | 适用场景 | 成本复杂度 |
两线制 | 高(+导线电阻) | 短距离/精度要求≤±1℃ | 低 |
三线制 | 中(±0.1~0.5℃) | 工业现场(90%应用场景) | 中 |
四线制 | 极高(±0.01℃) | 实验室标定/计量级设备 | 高 |
总结:三线制是精度与成本的平衡方案,正确接线可使PT100在-200℃~600℃范围内达到±0.3℃精度!