热电阻测温三线制接线原理

采用三线制接线的原因

电阻是基本电参数之一，其阻值 R 可按伏安特性定义,即 R＝U／Ｉ，其中U 为电阻两端的电压，I 为流过电阻的电流或者按功率 P 来定义,即 R＝P／(Ｉ＾２)。。

可见测量热电阻必须在热电阻两端连接导线，而导线的阻值以及阻值随温度变化的特性以及引入的其它干扰，必然会影响测量结果。而要消除这种影响，就必须知道引线的状况，在对热电阻进行测量的同时，从引线的两端对引线进行监测。在两根引线参数一致的前提下，要知道其中一根的状况，至少需要增加一根导线，用来将测量引线中的一根的现场端连接到仪表端。这就是热电阻的三线制连接的由来。

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。

对图一所示的电桥，当A、C

端加上电压Ue时，B、D端的电压： Uo=Ue×[R2／(R1+R2)]－Ue×[R3／(R3+R4)] 当电桥平衡，即Uo=0时，有：

Ue×[R2／(R1+R2)]＝Ue×[R3／(R3+R4)] 整理后有：

R1×R3＝R2×R４ 或 R1／R2＝R4／R3

由这个公式可以看出电桥平衡时： 供电电压Ue波动时，输出电压Uo不变；

桥路的四个桥臂电阻R1、R2、R3、R4按相同比例变化时，输出电压Uo不变；

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。

则根据前面的分析可以看出：

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，热电阻从那个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。