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閱讀：5發(fā)布時(shí)間：2025-1-25
pt100溫度傳感器接線
Pt100 接線方法 – 2、3 或 4 線？
Pt100溫度傳感器的 接線不同于其他溫度傳感器，尤其是熱電偶。正確連接傳感器很重要，否則測(cè)量儀器可能會(huì)給出不正確的讀數(shù)或根本沒有讀數(shù)。
導(dǎo)體材料
用于連接Pt100溫度傳感器的電纜通常具有銅基導(dǎo)體。在我們自己的傳感器中，我們使用鍍銅；鍍錫、鍍銀或鍍鎳取決于所需的溫度范圍。然而，允許使用純銅。
對(duì)于非常高的溫度，我們使用鎳基電纜。請(qǐng)注意，鎳的電阻大約是銅的 5 倍，因此您應(yīng)該始終使用 3 或 4 線連接系統(tǒng)（見下文）。
導(dǎo)體尺寸不需要非常大。比如不需要使用電源線，儀表線就足夠了。我們通常在我們自己的傳感器中使用 7/0.2mm、24AWG 多股導(dǎo)體，即使電纜長度為數(shù)米也沒有問題。當(dāng)然，對(duì)于很長的電纜長度可以使用大電纜，但這通常只會(huì)為較短的運(yùn)行增加不必要的成本。對(duì)于長電纜運(yùn)行，我們建議改用溫度變送器。
電纜絕緣
您選擇的連接傳感器和測(cè)量儀器的電纜類型將取決于過程的操作條件。我們提供的許多傳感器都有一根直接連接到儀器的飛線。該電纜經(jīng)過精心挑選，以滿足應(yīng)用的溫度要求和其他環(huán)境方面的要求。這可能包括耐化學(xué)性或防水性。
我們通常使用具有以下四種絕緣類型之一的電纜：
PVC
PVC 是我們?cè)谌粘Ｉ钪锌吹降膸缀跛须娎|的絕緣材料。從電源線到耳機(jī)和手機(jī)上的引線，一切都是 PVC。一般而言，由于其工作范圍有限，PVC 不是許多溫度應(yīng)用中非常常用的電纜。標(biāo)準(zhǔn) PVC 僅適用于 -10 至 +70°C 的范圍。該行業(yè)更常用的高溫版本將上限擴(kuò)展到 105°C。仍然有很多應(yīng)用在這個(gè)范圍內(nèi)，如果應(yīng)用允許使用 PVC，那么它是成本的選擇。
硅橡膠
如果需要柔韌性，那么硅橡膠是選擇。任何使用硅橡膠的電纜都比幾乎任何其他類型的電纜都更柔韌，而且它的工作溫度非常有用，為 -60 至 +180°C。特殊版本可以在 240°C 下運(yùn)行，使其成為更昂貴的基于聚四氟乙烯的產(chǎn)品的可行替代品。
硅橡膠是一種的粘合材料，它是要求防潮的探頭的材料。
聚四氟乙烯
可能是溫度傳感器制造中使用的的電纜，PTFE 和更常見的 PFA 用于處理廣泛的應(yīng)用要求。聚四氟乙烯是一種纏繞在電纜上并燒結(jié)的絕緣帶，而 PFA 是一種擠壓形式。這些材料構(gòu)成稱為氟聚合物的一組材料的一部分，表示在材料的組成中使用氟。其他包括 FEP、ETFE (Tefzel) 和 FPM/FKM (Viton)。
這些材料的工作溫度范圍為 -268°C（5K，-450°F）到 +250°C。值得注意的是，該材料在低至 -75°C 時(shí)仍保持良好的柔韌性，但在低于該溫度的情況下，我們建議靜態(tài)使用電纜。
除了廣泛的溫度范圍外，這些材料還以實(shí)際上化學(xué)惰性而著稱，并且它們可以在幾乎任何物質(zhì)存在的情況下放心使用，而沒有降解的風(fēng)險(xiǎn)。
該材料具有極低的摩擦系數(shù)（在所有已知材料中三低）并且還具有的疏水性。這意味著它排斥水和其他物質(zhì)，使其極難結(jié)合。雖然我們有能力在灌封之前對(duì)含氟聚合物材料進(jìn)行化學(xué)蝕刻，但我們建議盡可能為防潮組件選擇其他材料。
玻璃纖維
在某些應(yīng)用中，需要為電纜提供額外的機(jī)械保護(hù)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法是使用不銹鋼柔性鎧裝或?qū)Ч?。它有各種等級(jí)的不銹鋼可供選擇，以滿足成本和耐用性要求。雖然裝甲提供機(jī)械保護(hù)，但它不提供任何額外的防水。
PT100接線圖
電纜屏蔽或屏蔽
在許多應(yīng)用中，不需要提供接地的屏蔽。然而，許多 電纜內(nèi)部確實(shí)有一個(gè)屏蔽。這種屏蔽通常采用鍍銅編織物而不是膠帶屏蔽的形式，因?yàn)檫@將承受更廣泛的溫度范圍。
除非有要求，否則我們不會(huì)將屏蔽作為可以接地的尾部終止，但這在必要時(shí)可用。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們的客戶在使用此類傳感器時(shí)不會(huì)遇到電噪聲問題。但是，如果您需要通過整個(gè)傳感器進(jìn)行連續(xù)接地，則可以提供此功能。
在電纜內(nèi)使用編織屏蔽的額外優(yōu)勢(shì)是它提供了額外的機(jī)械強(qiáng)度。這在電纜護(hù)套有磨損的應(yīng)用中特別有利。
Pt100溫度傳感器接線
基本結(jié)構(gòu)
Pt100 溫度的基本結(jié)構(gòu)基于位于組件內(nèi)測(cè)量點(diǎn)的精密電阻器，通過一段電纜連接到測(cè)量儀器。該電纜還可能包括其他組件，例如互連、溫度變送器等。然而，在所有情況下，傳感元件和系統(tǒng)中的下一個(gè)組件之間都必須存在某種電氣連接。
顯然，當(dāng)使用 Pt100 RTD 溫度傳感器測(cè)量溫度時(shí)，我們只對(duì)傳感元件的電阻感興趣。然而，添加到測(cè)量電路的任何組件，包括所用的電線或電纜，也有其自身的電阻。如果不仔細(xì)考慮，這可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量錯(cuò)誤。
2線pt100 RTD溫度傳感器接線系統(tǒng)
雖然可以使用兩線連接來連接 Pt100溫度傳感器，但您應(yīng)該明白，由于引線的電阻，這會(huì)引入測(cè)量誤差。這是因?yàn)闇y(cè)量儀器將測(cè)量測(cè)量電路的總電阻，而不僅僅是傳感元件本身的總電阻。
如果考慮到每攝氏度溫度變化的電阻變化僅為 0.3851Ω，那么添加電阻僅為 1Ω 的連接線也會(huì)導(dǎo)致大約 +2.6°C 的誤差。
話雖如此，經(jīng)常使用兩線連接，過程參數(shù)制造許多具有這種連接類型的傳感器。對(duì)于電纜長度非常短的機(jī)器制造商，它通常用作成本較低的解決方案。兩線連接適用于以下幾種特殊情況： –
●應(yīng)用對(duì)精度要求不高的場(chǎng)合。
●傳感器電纜很短的地方。
●其中誤差是通過測(cè)試和應(yīng)用于測(cè)量儀器的偏移量來確定的。
如果您的應(yīng)用需求不屬于這些，那么有補(bǔ)償引線電阻的標(biāo)準(zhǔn)方法。
3線pt100 RTD溫度傳感器接線系統(tǒng)
添加第三根導(dǎo)線，連接到測(cè)量元件的一側(cè)，有助于補(bǔ)償引線電阻。測(cè)量電路中使用的三根導(dǎo)線中的每根導(dǎo)線在導(dǎo)體尺寸和長度方面都相同，這一點(diǎn)非常重要。這是因?yàn)闇y(cè)量結(jié)果是平均的，只有在所有三根導(dǎo)線具有相同電阻的情況下才能提供良好的精度。
3 線連接規(guī)范的工作原理是通過檢測(cè)器測(cè)量電阻值，并通過連接在檢測(cè)器一側(cè)的一對(duì)電線獲取第二個(gè)電阻值。從總和中減去該電阻值就得到了隔離測(cè)量元件的電阻值。
迄今為止，三線連接是 Pt100 溫度測(cè)量中使用的所有接線類型中見的。許多儀器使用這種連接方法，包括溫度變送器、溫度控制器、面板顯示器和數(shù)據(jù)記錄器，并且在許多情況下，如果使用 2 線系統(tǒng)，將無法正常運(yùn)行。
如果使用的是4線傳感器，3線儀，你可以簡單地忽略4次 線并懸空。
4線pt100 RTD溫度傳感器接線系統(tǒng)
為了獲得的精度，您應(yīng)該選擇四線 Pt100 RTD溫度傳感器規(guī)格。該測(cè)量系統(tǒng)是補(bǔ)償測(cè)量系統(tǒng)中所有引線電阻的方法，即使每根導(dǎo)線具有不同的電阻。
測(cè)量系統(tǒng)使用一對(duì)導(dǎo)線承載用于測(cè)量的激勵(lì)電流，第二對(duì)導(dǎo)線用于通過測(cè)量電壓降來測(cè)量傳感檢測(cè)器的電阻。
由于 4 線連接方法可以補(bǔ)償所有引線電阻，因此我們強(qiáng)烈建議在使用高規(guī)格 Pt100溫度傳感器（例如 1/5 或 1/10 DIN 公差）時(shí)使用這種方法。我們認(rèn)為，具有相關(guān)成本的高容差溫度傳感器，然后使用劣質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)是一種錯(cuò)誤的經(jīng)濟(jì)做法。四線連接主要用于實(shí)驗(yàn)室和校準(zhǔn)應(yīng)用以及需要精度的任何地方。
Pt100 熱電偶接線
“Pt100 熱電偶”一詞具有誤導(dǎo)性，因?yàn)闆]有這種傳感器類型。該術(shù)語是兩種不同技術(shù)名稱的合并。在熱電偶或 Pt100 時(shí)，重要的是要確定您使用的是哪種傳感器，因?yàn)樗鼈儾豢苫Q。
這里值得指出的是，一般而言，Pt100溫度傳感器 的尾部顏色編碼為紅色和白色。顯然，如果您有三個(gè)或四個(gè)尾部，那么傳感器顯然是 3 線或 4 線連接的 Pt100溫度傳感器。但是，如果傳感器有兩條尾巴，一紅一白，您能確定它是 Pt100溫度傳感器 嗎？
不幸的是，答案不一定是“是”。許多傳感器制造商將使用與 Pt100 相同的 2 芯電纜用于熱敏電阻。還有一些熱電偶類型用紅色和白色的尾巴來標(biāo)識(shí)，即使用美國 ANSI 顏色編碼時(shí)的 J 型。當(dāng)按照德國 DIN 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行顏色編碼時(shí)，R 型和 S 型補(bǔ)償電纜也具有紅色和白色尾部，但由于其適用的應(yīng)用類型，不太可能引起混淆。
要積極識(shí)別傳感器，您應(yīng)該在有任何疑問的地方查看其他測(cè)試方法。
Pt100 變送器接線
關(guān)于 Pt100 溫度傳感器接線的另一個(gè)混淆來源是測(cè)量系統(tǒng)中包含溫度變送器。您需要檢查您所使用的變送器類型的接線說明，但總的來說，它們可以總結(jié)如下：
具有4-20mA輸出的溫度變送器
無論這些是頭部發(fā)射器還是 DIN 導(dǎo)軌發(fā)射器，您都應(yīng)該找到兩組連接。一組標(biāo)記為“輸入”，另一組標(biāo)記為“輸出”。
對(duì)于 3 線傳感器輸入，輸入側(cè)通常具有三個(gè)端子，或者對(duì)于 4 線連接，通常具有四個(gè)端子。您應(yīng)該按照接線圖確保將單根白線（用于 3 線）放在電路的一側(cè)，將兩根紅線放在另一側(cè)。
輸出通常只有兩個(gè)端子，因?yàn)?4-20mA 設(shè)備幾乎肯定會(huì)由回路供電。換句話說，連接到輸出的 2 條線提供電源輸入，但也輸出 mA 信號(hào)。
具有0-10Vdc輸出的溫度變送器
這些在溫度行業(yè)中不太常見，但確實(shí)存在，的區(qū)別是變送器的輸出端將有三個(gè)終端而不是兩個(gè)。這是因?yàn)閱螌?duì)導(dǎo)體不能同時(shí)提供電源輸入和信號(hào)輸出。3個(gè)端子分別標(biāo)有“電源+ve”、“信號(hào)-ve”和“接地”字樣(或類似字樣，注意電源和信號(hào)的共同接地)。
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