许多产品应用都需要高精度温度测量。RTD(电阻温度检测器)、NTC 热敏电阻器、PTC 热敏电阻器、热电偶等电阻类型的温度传感器,具有快速响应、高敏感度µV/°C、宽测试范围(–200°C至+800°C)、温度与电阻有很好的线性关系等特点,特别适合用来测试温度。
测试电阻类型的温度传感器用什么方法? 二线法、三线法、四线法哪个比较好?本文将进行一个详细的分析。
设计关键:避免导线电阻
一般来说,电阻类型的温度传感器需要一个激发电流,转化成对应电压以便检测。由于温度传感器本身电阻比较低,对于高精度温度测量,导线上的电阻可以忽略。如何避免导线电阻对于测试结果的影响,往往成为整个温度测量设计的关键。
曾经有客户问,为什么使用万用表测试低阻值电阻,数值总是偏大?因为万用表导线电阻不能忽略。实际测试的结果 = 测试电阻的阻值 + 导线电阻。
下图是四线法测试电路图。使用四线法测试,把测试回路和电流回路分开。测试回路电流很小,所以测试导线上的压降可以忽略不计。因此,四线法测试可以有效减少导线电阻对于测试结果的影响。
参考资料:阻值太低,无法测量?来试试开尔文测试吧
设计实例
四线设计实例:
三线设计实例:
三线法使用的前提是:假定适用于连接RTD两根导线的导线电阻相等,通过额外增加一个镜像电流,使得流经RL1与RL2的电压相互抵消。
(参考资料:ADI 电路笔记(英文版) - CN0383)
二线法、三线法、四线法比较
总结
二线法、三线法、四线法各有优劣, 具体比较见下表,需要选择哪种方法要看看我们测试性质及类型。
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