热电阻温度计的测量电路

热电阻温度计的测量电路,为达到高精度测量,通常会采用电桥测量原理,并结合适当的热电阻类型和连接方式。

惠斯通电桥是用于测量一组电阻式元件阻值变化的电路。该电路具有两个并联电阻支路,充当激励电压 VEXCITATION 的分压器。每个电阻分压器的标称输出为 VEXCITATION 除以二。在没有施加负载的情况下,元件的电 阻变化 ΔR 等于零。假设有一个理想系统,其中每个元件的标称电阻为 R,每个分压器处于相同电位,并且差分 电桥输出电压 VOUT 为零。施加负载后,一个或多个元件会改变电阻,以使 ΔR ≠ 0Ω。这会导致 VOUT 发生变 化,通过对电桥进行差分测量可以非常准确地计算出该变化。图 1-1 显示了使用电阻式元件的简单电桥电路的基 本配置。

基本电桥电路由电阻式元件构成,电桥中包含一个可变元件。该元件是一个电阻式传感器,可将某个物理参数转 换为电阻变化。如果此电阻变化与物理参数的变化成正比,则测量 ΔR 可以准确地表示所检测的物理属性。虽然 本文重点介绍了使用电阻式元件的电桥,但电桥也可以由电感式或电容式元件构成。 通过更详细地分析电桥的每一侧,可以更好地了解电桥的工作方式。例如,图 1-1 中电桥的右侧与图 1-2 中所示 的分压器电路很相似: 

 

 

以下是关于高精度热电阻温度计测量电路的一些关键点:

  1. 电桥测量原理
    • 热电阻温度计的电桥测量原理是基于热电效应的变化。它利用两个相对电位差不变的电路进行比较,通过调节电桥平衡使电流为0,从而得到温度值。这种方法能够消除外部因素对测量的影响,提高测量精度。
  2. 热电阻的选择
    • 常见的热电阻种类有PT100、PT1000、CU50等,其中PT100是最常用的一种。
    • PT100的测量范围为-200℃至+600℃,响应时间一般为1至5秒,测量精度可达±0.3℃。其他类型如PT1000和CU50也有各自的测量范围和精度特性。
    • 选择热电阻时,应根据实际需求综合考虑测量范围、响应速度和精度等因素。
  3. 连接方式和维护
    • 热电阻的连接方式,如焊接或插接,也会影响其测量精度。在高温环境下,应使用耐高温的导线进行连接。
    • 热电阻需要定期校准和检查,确保测量精度。安装位置应稳定,避免暴露在过高或过低的温度环境中。
  4. 精度等级
    • 热电阻的精度通常用百分比温度系数(PTC)表示,它反映了每度温度变化引起电阻值变化的百分比。例如,PTC为0.1%的热电阻在测量温度范围内每升高1度时,电阻值变化的百分比为0.1%。
    • 热电阻的精度还受环境温度、连接方法和外部干扰等因素的影响。因此,在选择和应用热电阻时,需考虑其精度、测温范围以及使用环境等因素。

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