为什么 4 线 RTD温度传感器 测量精度优于 2 线和 3 线 RTD？

将热电偶用于测量温度，但测量基于冷热端温度差。冷端温度可以根据周围环境条件而变化，为了抵消冷端温度的影响，变送器提供冷端补偿以获得绝对温度。
与此相反，RTD 测量绝对温度值。在要测量中低范围温度的情况下，RTD温度传感器是首选。

测量中的主要误差之一是引线电阻误差。我们使用三重电缆（3 芯）连接 3 线 RTD温度传感器和相应的变送器。这些电缆电阻称为引线电阻。

变送器和 RTD温度传感器安装在不同的位置。测量误差随着变送器与 RTD 温度传感器位置之间距离的增加而增加。

2 线 RTD温度传感器
的引线电阻被在RTD温度传感器的电阻，因而测量误差增加加入。2 线 RTD温度传感器 的电路图如下所示。

●R1、R2、R3为惠斯通电桥电阻
●R引线是该特定引线的电阻
●R T是 RTD温度传感器 的电阻

桥梁平衡条件下

(R 1 /R 2 ) = (R x ) / (R 3 )

R x = (R 1 /R 2 )(R 3 )
这里 Rx 是 R T和两条引线电阻的总和。

从上面可以清楚地看出，引线电阻会在测量中引入误差。

例子
RTD 型号为 PT 100。RTD温度传感器 的温度系数为 0.00385。

情况1：

假设我们在没有任何引线的情况下或直接在 2 线 RTD温度传感器 的端子上测量 RTD温度传感器 的电阻。

假设温度为 100 摄氏度。

RTD温度传感器 的电阻为 138.5 Ω

在这种情况下，测得的电阻显示正确的温度读数。

案例2：

在实际应用中，我们使用电缆将 RTD 连接到变送器。该电缆电阻称为引线电阻，它会增加总电阻。
我们使用 2 根引线连接 RTD 和变送器。如果每条引线电阻为 1 Ω

那么总电阻 = RTD + (2 x 引线电阻)

总电阻 = (138.5 + (2 x 1)) = 140.5 Ω

在这种情况下，根据总电阻值的温度为 105.19 摄氏度。因此，引线电阻引入了 5.19 摄氏度的测量误差。

使用RTD 计算器轻松计算。不要忘记按照示例更新温度系数值。

3 线 RTD
3 线 RTD比 2 线 RTD 测量更准确。3 线 RTD 主要用于工业应用的温度测量。

让我们了解为什么 3 线 RTD 比 2 线 RTD 读数更准确。3 线 RTD 的电路图如下所示。

简单来说，惠斯通电桥方程如下

(R 1 /R 2 ) = (R T +R引线电阻) / (R 3 +R引线电阻)

在上面的等式中，等式右侧部分的分子和分母增加了 R引线，因此该比率不会因引线电阻而受到影响。必须注意使两条引线的长度相似。因此，引线补偿可以通过 3 线 RTD 来完成。
在桥梁平衡条件下。

R T + R引线电阻= R 3 + R引线电阻

R T = R 3

在 3 线 RTD 中，引线电阻 R 引线电阻将在第三根引线的帮助下相互抵消。因此，测量不会因引线电阻而受到影响。

必须注意两条引线的相似电阻。因此，可以通过 3 线 RTD 精确地进行引线补偿。

只有当所有引线电阻相等时，引线电阻补偿才是准确的。否则，由于引线电阻不匹配，测温会出现误差。

4 线 RTD
4线RTD用于彻底杜绝线电阻引起的测量误差。

在 2 线 RTD 和 3 线 RTD 中，由于引线导致 RTD 电阻发生变化，因此温度测量会受到影响。在这两种情况下，测量的温度都基于电阻的变化。所以我们得到了错误。在 2 线 RTD 中，误差值很高，而在 3 线 RTD 中，误差值非常非常小。

为什么 4 线 RTD 更好？
但是在 4 线 RTD 中，我们不根据电阻测量温度。我们使用恒流源与 4 线 RTD 的两条引线串联。我们测量了4 线 RTD 的另外两条引线上的电压降。
根据欧姆定律，V = IR

此处的当前值是恒定的（非常小）。电压将根据电阻的变化产生，而电阻的变化又取决于测得的温度。

这就是为什么 4 线 RTD 比 2 或 3 线 RTD 更准确的原因，因为基于电压信号而不是电阻进行温度测量。

4 线 RTD 的电路图如下所示。

4 线 RTD 用于贸易交接仪表中的温度测量，测试实验室需要精确的温度读数。

3 线 RTD 取消了引线电阻，但它不会处理引线电阻不匹配的问题。4 线 RTD 用于完全消除引线电阻不匹配甚至引起的误差。

4 线 RTD 系统比 2 线和 3 线 RTD 系统贵，但zui适合需要高精度的应用。

4 线 RTD 的唯一缺点是它可能会在一段时间内由于自热（因为恒定电流流过 RTD）而引入非常非常小的测量误差。对变送器进行定期校准以验证测量精度。

结论
●由于引线电阻，2 线 RTD 会在测量中引入更多误差。如果变送器安装在 RTD 附近，则 2 线 RTD 是合​​适的。
●3 线 RTD 适用于工业应用。在 3 线制温度测量系统中可以进行引线补偿。完全消除了引线电阻引起的误差，但引线电阻不匹配会导致测量误差。
●4 线 RTD 是需要精确温度测量的应用的zui佳选择。

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