在热电阻与显示仪表的实际连接中,由于其间的连接导线长度较长,若仅使用两根导线连接在热电阻两端,导线本身的电阻会与热电阻串联在一起,造成测量误差。如果每根导线的电阻为r,则加到热电阻上的绝对误差为2r,而且这个误差并非定值,是随着导线所处的环境温度而变化的,所以在工业应用时,为避免或减少导线电阻对测量的影响,常常采用三线制、四线制等接线方式来解决。(1)三线制
三线制即在热电阻的一端与一根导线相连,另一端与两根导线相连。当与电桥配合使用时,如图1所示。与热电阻R1连接的三根导线粗细、长短相同,阻值均为r。
图1三线制接线法
当桥路平衡时,可以得到
由此可得
电桥设计时,只要满足R1=R2,则上式中r可以完全消去,即相当于r不存在。这种情况下,导线电阻的变化对热电阻毫无影响。必须注意,只有在全等臂电桥(4个桥臂电阻相等的情况下),而且是在平衡状态下才是如此,否则不可能完全消除导线电阻的影响,但分析可见,采用三线制连接方法会使它的影响大大减少。
(2)四线制
四线制是在热电阻的两端各采用两根导线与仪表相连接,一般是用于要求电压或电势输入的仪表。如果与直流电位差计配用,其接线方式如图2所示。
图2四线制接线法
由恒流源供给的已知电流I流过热电阻R,,使其产生电压降U,电位差计测得U,便可得到Rt
(Rt=U/I)。由图2中可见,尽管导线存在电阻r,但有电流流过的导线上,原压降rI不在测量范围之内,连接电位差计的导线虽然存在电阻,但没有电流流过(电位差计测量时不取电流),所以4根导线的电阻对测量均无影响。只要恒流源的电流稳定不变,这是一种比较完善的方法,它不受任何条件的限制,能消除连接导线电阻对测量的影响。
无论三线制或四线制,如果需要准确测量,都必须由电阻体的根部引出,即从内引线开始,而不能从热电阻的接线盒的接线端子上引出,因为内引线处于温度变化剧烈的区域,虽然在保护管中的内引线不长,但精确测量时,其电阻的影响是不容忽视的。