PT100 测量原理及电路2025 年 10 月 02 日 星期二 上午 09：141．非平衡电桥的工作原理如图 1 所示，在惠斯顿电桥中：E 为稳压电源,R1 和 R2 为固定电阻，RP 为可变电阻，Rx 为电阻型传感器，Uout 为电桥输出电压．当 Uout = 0 时，电桥处于平衡状态,此时有 （1） 当 Uout ≠ 0 时，电桥处于不平衡状态，则有 在一定条件下，调整电桥达到平衡状态．由（1）式可见，此时电桥的平衡状态与电源无关；当外界条件改变时，传感器的阻值 Rx会有相应的变化,这时电桥平衡被破坏，桥路两端的电压 Uout也随之而变，由于桥路的输出电压2．测量电路介绍如采纳电阻式传感器作为被测对象，传感元件的引出线有以下几种方式：二线制、三线制和四线制．采纳二线制接法(图 1），虽然导线电阻会给测量带来影响，但在测量精度要求不高、测量仪器与被测传感元件距离较近时,常采纳二线制．但假如金属电阻本身的阻值很小，那末引线的电阻及其变化也就不能忽视，例如对于 Pt100 铂电阻，若导线电阻为 1 Ω，将会产生 2。5℃的测量误差．为了消除或减少引线电阻的影响，通常的办法是采纳三线联接法加以处理,如图 2 所示．工业热电阻目前大多采纳的都是三线制接法．在三线制接线电路中,传感元件的一端与一根导线相接，另一端同时接两根导线．传感元件在与电桥配合时,与传感元件相接的三根导线粗细要相同，长度要相等，阻值要一致（图中 r1，r2，r3 即为引线电阻）．其中一根引线与测量仪表连接，由于测量仪表的内阻很大，可认为流过 r2 的电流接近于零．另两根引线分别与电桥的两个相邻臂相连，这样引线电阻对测量就不会造成影响．为了高精度的测量,可将电阻测量仪设计成图 3 所示的四线制测量电路．图中 I 为恒流源,r1、r2、r3、r4 是引线电阻,Rx 为电阻型传感器，V 为电压表．因为电压表内阻很大,则且因为 UM= Ux+ IV (r2+ r3），所以由此可见,引线电阻将不引入测量误差．PT100 前置放大电路 Uout 能反映出桥臂电阻的微小变化，因此通过测量输出电压即可以检测外界条件的变化．这种在非平衡条件下工作的电桥称为非平衡电桥，这样的测量方法为非电量电测法．
