[發明專利]一種熱電阻三線制、四線制復用測量溫度的方法

無效

• 申請號: 200810036435.6
• 申請日: 2008-04-22
• 公開（公告）號: CN101261163A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 茅大鈞;鄭陸君
• 申請（專利權）人: 上海電力學院;上海微程電氣設備有限公司
• 主分類號: G01K7/20
• 分類號: G01K7/20
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種測量溫度的方法，特別涉及一種熱電阻三線制、四線制都可用的測量溫度方法。

背景技術

工業上用熱電阻(如Pt100，Cu50等)測量溫度，一般采用兩線制、三線制或四線制，目前一般都采用兩線制、三線制測量，而四線制測量精度最高，國內四線制測量線路的儀器幾乎沒有，由于測量精度原因，近年用四線制測量溫度漸漸流行起來。

熱電阻三線制、四線制測量溫度基本形式，如圖1、2所示，分別為：

(a)三線制測量方式

在熱電阻的根部的一端連接一根引線A，另一端連接兩根引線B、C的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業過程控制中的最常用的引線電阻。

三線制測量方式如圖1：U_AB＝R_t*I_a+R_LAa*I_a-R_LBb*I_b，其中：I_a＝I_b；R_LAa、R_LBb為引線電阻。

(b)四線制測量方式

在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表?？梢娺@種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。

四線制測量方式如圖2：恒流源I從A+流進，從A-流出，由于a+、a-接測量電路的運算放大器，流入的電流可以忽略不計，故Ua+a-＝R_t*I

發明內容

本發明是針對現有熱電阻三線制和四線制測量的各有優缺點問題，提出了一種熱電阻三線制、四線制復用測量溫度的方法，能夠熱電阻三線制、四線制測量復用，并且用三線制測量達到四線制的精度。

本發明的技術方案為：一種熱電阻三線制、四線制復用測量溫度電路，包括熱電阻Rt，還包括四個電子開關U1、U2、U3、U4、放大器U5、電阻R、雙恒流源Ia、Ib，熱電阻Rt兩端一組引線分別接電子開關U1、U2一端，電子開關U1、U2另一端分別接放大器U5輸入端，熱電阻Rt兩端另一組引線分別接電子開關U3、U4一端，電子開關U3、U4另一端分別接雙恒流源Ia、Ib，接電子開關U4的引線同時通過串聯電阻R接地。

一種熱電阻三線制、四線制復用測量溫度的方法：所述熱電阻Rt兩端一組引線通過電子開關U1、U2進入放大器U5，進行信號放大，雙恒流源Ia、Ib為熱電阻信號提供恒定電流，四線制測量熱電阻信號步驟如下：

(1)先打開電子開關U3、U4，使雙恒流源電流Ia、Ib可以分別從熱電阻端流過電阻R回到參考地，熱電阻測量的參考地和電子開關、放大器不共地；

(2)然后再打開電子開關U1、U2測量熱電阻二端的電壓UAB，根據公式UAB＝Rt*Ia+RLAa*Ia-RLBb*Ib，其中：Ia＝Ib，工業現場采用多芯電纜線接線，認為RLAa*Ia-RLBb*Ib≈0，即UAB＝Rt*Ia；

三線制測量熱電阻信號步驟如下：

(1)打開U3電子開關U3，關閉電子開關U4，使恒流源電流Ia可以從熱電阻一端到另一端到電阻R回到參考地；

(2)然后再打開電子開關U1、U2)測量熱電阻二端的電壓UAB，即UAB＝Rt*Ia。

本發明的有益效果在于：本發明提供一種熱電阻三線制、四線制測量的復用電路，并且用三線制測量達到四線制的精度，工業現場可以節省很多電纜線，達到節省使用成本目的。

附圖說明

圖1是現有熱電阻三線制測試電路圖；

圖2是現有熱電阻四線制測試電路圖；

圖3是本發明熱電阻三線制、四線制復用測量電路的原理圖。

具體實施方式

如圖2所示熱電阻三線制、四線制復用測量電路的原理圖，測量電路包括U1、U2、U3、U4四個電子開關，U5放大器，熱電阻Rt，電阻R，雙恒流源，提供兩組恒定電流Ia和Ib。熱電阻Rt兩端A、B引線接U1、U2電子開關一端，U1、U2電子開關另一端分別接U5放大器輸入+、-端，熱電阻Rt兩端a、b引線接U3、U4電子開關一端，U3、U4電子開關另一端分別接恒流源Ia和Ib，b引線同時通過串聯電阻R接地。

測量方法：現場測量信號通過電子開關U1、U2進入放大器U5，進行信號放大。雙恒流源Ia、Ib為熱電阻信號提供恒定電流。