PT100溫度感測器的原理和接線方式

一、簡介

Pt100,就是說它的阻值在0度時為100歐姆，PT100溫度感測器是一種以鉑(Pt)作成的電阻式溫度感測器，屬於正電阻係數,其電阻和溫度變化的關係式如下：R=Ro(1+αT).

二、Pt100溫度感測器的主要技術引數如下

1、測量範圍：-200℃～+850℃；允許偏差值△℃：A級±（0.15＋0.002│t│）， B級±（0.30＋0.005│t│）；熱響應時間電流≤5mA。另外，Pt100溫度感測器還具有抗振動、穩定性好、準確度高、耐高壓等優點。

三、PT100溫度感測器三根芯線的接法

1、 PT100鉑電阻感測器有三條引線,可用A、B、C（或黑、紅、黃）來代表三根線,三根線之間有如下規律：A與B或C之間的阻值常溫下在110歐左右,B與C之間為0歐,B與C在內部是直通的,原則上B與C沒什麼區別.

2、儀表上接感測器的固定端子有三個：

A線接在儀表上接感測器的一個固定的端子.B和C接在儀表上的另外兩個固定端子，B和C線的位置可以互換,但都得接上，。如果中間接有加長線,三條導線的規格和長度要相同。熱電阻的3線和4線接法：是採用2線、3線、4線，主要由使（選）用的二次儀表來決定。一般顯示儀表提供三線接法，PT100一端出一顆線，另一端出兩顆線，都接儀表，儀表內部透過橋抵消導線電阻。一般PLC為四線，每端出兩顆線，兩顆接PLC輸出恆流源，PLC透過另兩顆測量PT100上的電壓，也是為了抵消導線電阻，四線精確度最高，三線也可以，兩線最低，具體用法要考慮精度要求和成本。

三、PT100溫度感測器產品特徵

1、不鏽鋼套管封裝，經久耐用

2、活動螺絲固定，使用方便

3、按照國際IEC751國際標準製造，即插即用

4、多種探頭尺寸可選、適應面廣

5、高精度、高穩定、高靈敏

6、外形小巧，經濟實用

7、特性指標

●測溫範圍: -200-400℃

●探頭長度: 5cm/10cm/15cm/20cm

●探頭直徑: Φ5mm

●電阻變化: 0.3851Ω/℃

●安裝方式: 活動螺絲固定

●螺絲規格: M8*1.0

●引線長度: 一般2米，可訂製長度（專用引線）

●引線接法: 三線式

●接線方式: 接線叉

●套管材質: 不鏽鋼

●感測器件: PT（鉑）

四、PT100溫度感測器採用三線式接法的原因：

PT100溫度感測器0℃時電阻值為100Ω，電阻變化率為0.3851Ω/℃。由於其電阻值小，靈敏度高，所以引線的阻值不能忽略不計，採用三線式接法可消除引線線路電阻帶來的測量誤差，原理如下：

PT100引出的三根導線截面積和長度均相同(即r1=r2=r3)，測量鉑電阻的電路一般是不平衡電橋，鉑電阻(Rpt100)作為電橋的一個橋臂電阻，將導線一根(r1)接到電橋的電源端，其餘兩根(r2、r3)分別接到鉑電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣兩橋臂都引入了相同阻值的引線電阻，電橋處於平衡狀態，引線線電阻的變化對測量結果沒有任何影響。

尺寸圖：

接線圖：

選型圖：

五、PT100原理及分度表

電阻式溫度感測器(RTD,Resistance Temperature Detector)－一種物質材料作成的電阻,它會隨溫度的上升而改變電阻值,如果它隨溫度的上升而電阻值也跟著上升就稱為正電阻係數,如果它隨溫度的上升而電阻值反而下降就稱為負電阻係數。大部分電阻式溫度感測器是以金屬作成的,其中以鉑(Pt)作成的電阻式溫度檢測器,最為穩定－耐酸鹼、不會變質、相當線性最受工業界採用。

PT100溫度感測器是一種以鉑(Pt)作成的電阻式溫度感測器，屬於正電阻係數,其電阻和溫度變化的關係式如下：R=Ro(1+αT) 其中α=0.00392,Ro為100Ω(在0℃的電阻值),T為攝氏溫度，因此白金作成的電阻式溫度感測器，又稱為PT100 。

PT100溫度感測器的原理和接線方式是怎麼樣的

PT100溫度感測器的原理:鉑熱電阻是利用導體材料鉑的電阻值與工作端溫度的變化來改變性質的。其在氧化性介質中甚至在高溫環境，它的物理化學性質穩定，但是在還原性介質中或者在高溫環境下，鉑金屬容易被汙染，使的鉑絲變得很脆，同時改變了熱電阻阻值與溫度的關係。

工業上用的鉑熱電阻的溫度係數3.850×10^-3℃^-1，工作範圍-200到850℃，在-200到0℃範圍內，鉑熱電阻阻值與溫度關係為:Rt＝Ro〔1+At+Bt^2+C(t-100℃)t^3〕溫度範圍在0~850℃內，鉑熱電阻阻值與溫度的關係為:Rt＝Ro(1+At+Bt^2).上式中Rt是溫度t℃的電阻值、Ro是溫度為0℃時的阻值、A、B、C為鉑熱電阻溫度係數。

鉑熱電阻一般採用三線制接線方式，為了消除連線電阻變化和熱電阻阻值的變化產生疊加引起的測量誤差，所以採用三線制接法。溫控數顯表接線圖如下，

PT100是正溫度係數的熱敏電阻，線性度比較好可以用來連續測溫，下面介紹PT100的測溫原理和接線方式。

PT100是鉑電阻，隨著溫度的升高電阻增大，並且基本呈線性方式，很適合用作連續測溫，所以很多工業用溫度感測器都是用PT100來實現的。這裡的100是指鉑電阻的阻值在0℃時為100Ω。相應的PTT1000是指，在0℃時電阻值為1000Ω。

在使用PT100測溫時，通常用惠斯通電橋來實現。即利用三個定值電阻和PT100組成惠斯通電橋，當溫度發生變化時導致PT100阻值發生變化，從而使電阻兩端的壓差發生變化。

後端處理電路以AD620/AD623查分運放為例，透過調節電阻R51可以設定查分運放的放大倍數，訊號經過調理後可以進入微控制器進行AD取樣。如下的電路，是我應經成熟應用的，產品已經量產多年，比較穩定，大家可以參考。

PT100的接線方式有四線制、三線制、兩線制，在取樣精度要求不是非常精確的情況下，三線制用的比較多。如下圖所示，是PT100的三線制和兩線制的接線方法。

其實從圖上可以看出，接線類似，在接線時注意要把電阻接入取樣端。