现在运用最广泛的热电阻资料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，安稳性好，具有必定的非线性，温度越高电阻改动率越小；铜电阻在测温规模内电阻值和温度呈线性联系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超越150易被氧化。我国最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种，它们的分度号别离为Pt10、Pt100、Pt1000；铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。其间Pt100和Cu50的运用最为广泛。
热电阻接线办法
热电阻是把温度改动转化为电阻值改动的一次元件，一般需要把电阻信号经过引线传递到核算机操控设备或许其它一次外表上。工业用热电阻装置在出产现场，与操控室之间存在必定的间隔，因而热电阻的引线对丈量成果会有较大的影响。
热电阻（图5）
现在热电阻的引线首要有三种办法：
二线制：在热电阻的两头各衔接一根导线来引出电阻信号的办法叫二线制：这种引线办法很简略，但因为衔接导线必定存在引线电阻r，r巨细与导线的原料和长度的要素有关，因而这种引线办法只适用于丈量精度较低的场合
三线制：在热电阻的根部的一端衔接一根引线，另一端衔接两根引线的办法称为三线制，这种办法一般与电桥配套运用，能够较好的消除引线电阻的影响，是工业进程操控中的最常用的。
四线制：在热电阻的根部两头各衔接两根导线的办法称为四线制，其间两根引线为热电阻供给稳定电流I，把R转化成电压信号U，再经过另两根引线把U引至二次外表。可见这种引线办法可彻底消除引线的电阻影响，首要用于高精度的温度检测。
热电阻选用三线制接法。选用三线制是为了消除衔接导线电阻引起的丈量差错。这是因为丈量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其衔接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是不知道的且随环境温度改动，形成丈量差错。选用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其他两根别离接到热电阻地点的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的丈量差错。
热电阻丈量电路常用三线制电桥的原因
选用三线制是为了消除衔接导线电阻引起的丈量差错。这是因为丈量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其衔接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是不知道的且随环境温度改动，形成丈量差错。选用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其他两根别离接到热电阻地点的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的丈量差错。
针对运用中呈现的三线制平衡电桥温度测温不准确问题，提出了一种与丈量导线电阻无关的恒压分压式三线制热电阻测温办法。在剖析了三线制平衡电桥法的基础上，提出了丈量电路模型，描绘了消除导线电阻的丈量办法，剖析了进步丈量精度的办法，推导出了数字校准公式。
运用通用运算扩大器OP07与14位分辨率双积分型A/D转化器ICL7135规划了简练的输入检测电路。经实验验证，该电路关于Pt100热电阻，导线电阻在0～20 Ω规模内，热电阻丈量差错将优于±0.1%。
热电阻传感器是一种电阻值随环境温度改动而改动的温度传感器，其间用金属铂做成的热电阻因具有安稳性好、精度高、测温规模大等长处，而被广泛运用。丈量温度的热电阻测温仪首要由热电阻传感器、丈量显现外表及衔接导线组成。
因为热电阻传感器自身的温度灵敏度较低，衔接导线所具有的线路电阻对丈量成果影响不容忽视，为了消除导线电阻的影响，热电阻测温仪广泛选用平衡电桥式三线制接法，这种办法使温度差错得到必定的补偿，但线路电阻的影响仍然存在。提出根据恒压分压式三线制导线电阻补偿办法，电路简略，完成便利，可彻底消除导线电阻的影响。比较于文献所提出的运用较多的硬件电路进行导线电阻补偿办法，该办法具有愈加简练的导线电阻补偿电路。
1 常用热电阻丈量办法剖析
关于Pt100铂热电阻，世界温标BS-90中给出其阻值随温度改动联系如式（1）所示。
式中，Rt为热电阻在温度为t℃时的阻值，R0为热电阻在温度为0℃时的阻值，R0=100 Ω，A=3．968 47&TImes;10-3℃-1，B=-5．847×10-7℃-2，C=-4．22×10-12℃-3是与传感器自身相关的系数。
由式（1）可知，Pt100热电阻的灵敏度约为0．38 Ω／℃，为减小衔接导线的线路电阻对丈量成果的影响，一般常用三线制电桥法进行丈量。VR=1 V其电路原理如图1所示。Rt为测温电阻，r为衔接导线电阻，R1、R2、R3为固定桥臂，R1=R2=1 000 Ω，R3=100 Ω，VR为基准参阅电压，G为丈量外表。在该电路中，3根导线别离衔接传感器桥臂、电阻桥臂和输出端。选用这个办法能够很容易地测出待测电阻Rt。可是，在实践运用时，温度传感器和测温电路之间往往有必定间隔，衔接导线的电阻率约为0．1～0．5 Ω／m，衔接导线电阻r所引起的丈量差错不能忽视。
如图1所示的电桥，在不考虑线路电阻r时，电桥的输出为：V‘c=VRRt／（R1+Rt）-VRR3／（R2+R3），考虑线路电阻时，电桥输出Vc=VR（Rt+r）／（R1+Rt+r）-VR（R3+r）／（R2+R3+r），假定电桥在Rt=Rx时电桥平衡，即R2Rx=R1R3，且满意桥臂电阻R1=R2=R3=Rx=R，当Rt发作△R改动时，即Rt=R+△R，可核算出此刻电桥因线路电阻r的存在形成的差错为：
能够看出导线电阻r影响Rt的丈量成果，而且无法经过调零电路彻底消除。根据以上剖析，提出了一种可彻底消除导线差错的恒压分压式三线制高精度前置电路。
2 恒压分压式三线制丈量电路
2．1 丈量原理
这儿所运用的恒压分压式三线制法测电阻能够扫除导线电阻的搅扰，其等效原理图如图2所示。其间Rt为热电阻。r为导线等效电阻。VR为基准参阅电压，VAD是A／D转化器的参阅电压，β为电压扩大倍数。
从式（3）能够看出：在已知RV和VR的情况下，欲求Rt只需测出V2和V1，而与导线电阻r没有联系。且丈量精度只取决于RV的精度与V1，V2的丈量精度。在电桥法中无法消除的导线电阻在恒压分压式三线制办法中被彻底消除。
因为热电阻当有电流经过期，会引起自身温度升高，所以有必要考虑其自身自热差错，即有必要考虑流过热电阻的电流所引起的升温差错。常用的Pt100热电阻驱动电流约为1 mA。0℃时相当于自热功率约0．1 mW，在高精度丈量时，应进一步下降自热功率，减小自热差错。这儿设置VR=2.5V，RV=10kΩ，则自热功率约为0．006 mW。
2．2 进步丈量精度办法
与三线制平衡电桥法相拟，图2所示的电路输出电压V1与V2数值较小，还应参加一级电压扩大后，再进行A／D转化。参阅电压VR一般由精细恒压源供给安稳的电压信号，此外单片机软件在数学核算上挑选恰当的算法和字长时，该核算差错也可不计。但扩大电路的扩大倍数β和RV会因元器材个别而异，特别是在批量出产时元器材的精度难以确保一致，因而对一个详细输入电路而言，还需考虑β和RV带来的差错。
为了消除β和RV带来的差错，能够经过标定法，在外表出产时进行主动标定核算，求得实践电路的β和RV值，再将这两个参数记载在外表的非易失存储器中，在外表进行温度丈量时，读取该参数按式（1）进行核算，然后得到准确的丈量温度。
假如把图2中长导线竭尽或许短的导线替代（即r=O），并以精细电阻R替代热电阻Rt，VAD是A／D转化器的参阅电压，β为电压扩大倍数，其他部分坚持不变，则有：
式（4）中，R是已知阻值的精细电阻；D是A／D转化的成果，该成果可便利地从外表显现设备中读出；VR与VAD是基准电压，为稳定的常量；β为电路的总扩大倍数；K是A／D转化的份额因子，如关于14位的A／D转化器，K=214。那么式（2）中只要2个不知道数RV和β。关于一个详细输入电路，假如取2个阻值已知的精细电阻R1、R2别离接入图2所示电路进行标定（标守时，尽量使r=0），就能够得到一个二元一次方程组。这样，关于一个详细输入电路而言，可从方程组解出β和RV，其成果如下：
上述标定办法能够总结为：2个阻值已知的精细规范电阻R1、R2别离接外表的输入端，且运用衔接导线的电阻尽量减小，这时记载外表读数D1与D2，代入式（5）即可核算出所标定外表的不知道参数β和RV。在运用中，主张将VR与VAD运用同一个基准源，这款式（5）中β的核算就与参阅电压的精度无关。这种办法减小了不同基准源之间的差异，特别是减小了不同基准的时漂与温漂的影响。
2．3 丈量电路
图3是高精度Pt100温度丈量体系的前置输入电路部分，其间Pt100基准电压与A／D转化器ICL7135的基准电压为同一电压基准源，Pt100的2路丈量输入信号V1与V2选用同一运算扩大器扩大（1+R3／R4）倍后进入A／D转化器，运用微型继电器K1进行通道挑选，这种办法共用运算扩大器、A／D转化器、基准电压源，减小了不同器材之间的差异对丈量成果的影响。ICL7135的A／D转化成果经过串行办法与单片机相连，能够大大节省单片机的IO口。该电路在标守时，运用规范电阻100Ω与300Ω进行标定，将标定成果β和RV存入单片机体系的EEPROM中。在实践丈量中，单片机体系将β和RV取出，作为已知值，由式（3）核算出电阻Rt值。
2．4 丈量电路实验剖析
比照三线制平衡电桥法，该电路检测成果得到了大大进步，表1是2种不同办法的丈量规范电阻值的比照。其间r为线路电阻。
表1热电阻阻值丈量成果
从表1中能够看出，因为三线制平衡电桥法理论丈量成果即存在较大差错，且随线路电阻r的添加，引起的差错越大，随待测热电阻阻值增大，绝对差错也呈增大的均势。表1中，最大相对差错为被测电阻Rt=300 Ω，线路电阻r=20 Ω时，到达了2．57％。本文选用改善后的三线制法的实测成果在所测数据规模内最大绝对差错只要0．3 Ω，最大相对差错为±0．1％。电路运用的A／D转化器仅相当于14位的A／D转化精度，若运用更高精度的A／D转化器，可到达更高的丈量精度。在实践的热电阻传感器测温外表中，还需参加由被测电阻转化为对应温度的相关程序。即在丈量得到Rt后，由式（1）核算即可准确求解出实践的温度值。
3 定论
三线制平衡电桥法在热电阻丈量中运用广泛，但存在无法消除传感器引线电阻引起丈量差错的问题。本文剖析了丈量热电阻平衡电桥法中存在的问题，提出了恒压分压式三线制丈量办法，剖析了丈量电路发生差错的原因及影响要素，推导并建立了待测电阻的影响参数及公式，规划了完好的丈量电路，包含信号扩大器和A／D转化器以及与单片机的接口电路。终究对所规划电路的测验精度进行实验测定，实验标明，三线制平衡电桥法测规范电阻值在100～300Ω，线路电阻在0～20Ω时最大丈量差错到达2．57％，而平衡三线制丈量差错只要±0．1％。然后获得了高精度的三线制热电阻丈量电路。
