电桥三线制测量原理
热电阻测量仪表(温度指示仪、温度变送器等)比较常见的是采用电桥作为前置电路,在采用三线制的条件下,能够有效的消除现场到控制室之间数十到数千米导线对的测量造成的影响。
为了说明其工作原理,下面从电桥平衡原理说起。相邻的两个桥臂电阻(R1、R4,R2、R3,R1、R2,R3、R4)?按相同比例变化时,输出电压Uo不变;
在平衡电桥的任意一个桥臂上增加一个电阻R△,如图二所示。
当R△=0时,电桥仍然保持平衡
当R△发生改变时,Uo的变化仅与R△的变化相关
这时如果将R△作为被测热电阻代入桥路,桥臂电阻的一部分转化为测量接线的电阻值R1’、R2’,如图三所示。
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当Ra’、Rb’按相同比例发生变化时,对桥路输出Uo没有影响。Rc变化会影响桥路供电电压,但对输出Uo没有影响。桥路输出Uo仅和被测热电阻R△有关。
??在实际测量电路中,电桥并不一定设计成平衡状态,热电阻从桥臂接入也没有一定之规,但采用三线制接法,利用电桥的平衡能力消除连接导线影响的基本原理是相通的。
以电桥作为热电阻测温仪表的前置电路,可以将热电阻的阻值直接转换成
相应的电压,对后续电路没有严格要求,同时可以有效克服接线电阻对测量的影响。通过对桥路参数的合理选择,可以使仪表获得良好的抗干扰能力,所以在热电阻测温仪表中广泛采用。其它三线制测量方法
近些年来,随着大规模集成电路的发展,出现了一些无需采用前置电桥而测量热电阻阻值的仪表,一些仪表厂商还开发出了具有完整温度变送器功能的集成模块。虽然这些测量仪表方式多
种多样,但是有一点是无法
改变的,就是如果要消除接线电路对测量的影响,就至少需要知道其中一根导线所产生的影响。也就是说除非可以忽略连接导线对测量的影响,否则至少需要三根连线。
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