在这篇博客文章中，我解释了电阻或RTD表是如何工作的，以及2、3和4线连接之间的区别。
也许你知道在电阻和RTD(电阻温度检测器)测量中，你可以使用2、3或4根电线，但也许你真的不记得它们之间的区别，或者这些连接是如何工作的。承认这一点很尴尬，我知道。但别担心——我会解释这些东西是如何工作的。读读这个，你就知道了。我们不需要告诉任何人你是从我这里学来的，这是我们之间的秘密。；-）
在这篇博文中，我简要地解释了电阻或RTD表的工作原理，以及2、3和4线连接之间的区别。我希望这些信息对你的工作实践有所帮助。
让我们开始挖掘-电阻/RTD表是如何工作的?
让我们从头开始吧。在讨论电线的数量之前，让我们先看看电阻计是如何工作的。
首先:电阻计实际上并不直接测量电阻。什么?
电阻计的正常工作方式是将一个小而精确的电流通过待测电阻，然后测量在电阻上形成的压降。在它知道了电流和电压后，我们的老朋友，欧姆定律，解决了剩下的问题。欧姆定律说电阻是电压除以电流，或者R = U / I．
例如，如果有1 mA (0.001 a)电流通过电阻，并且在电阻上有0.100 V的电压降，那么电阻就是R=U/I = 0.100 V / 0.001 a = 100欧姆。
电阻计实际上是通过测量电流和电压来测量电阻的。
通常，测量电流大约是1毫安，所以如果你测量100欧姆的电阻，电阻上会有0.1 V的电压降。电阻范围越高，测量电流越小。通常，温度变送器使用大约0.2毫安的电流。我见过电流从0.1毫安到几毫安的发射机。电流并不总是直流电，但可以是脉冲的。
由于功率耗散，测量电流会在RTD探头中引起自热，特别是在与周围环境热连接不良的小型RTD元件中。因此，测量电流应保持较低。更多关于RTD的调查在另一篇文章中…
当然，电阻测量装置本身必须准确地知道它所使用的电流，以使计算正确。
也许是时候用图表来解释这一点了:
在上面的图片中，“电阻计”框对应一个电阻(或RTD)计。两个黑点和连接，R是你要测量的电阻。
上面的图片使用了a2线连接，因为只有两根导线(测试引线)用来连接电阻。在上图中，导线是理想的，没有电阻。但在实践中，所有的导线和测试引线都有一定的电阻，触点也总是有电阻的。
因此，如果我们考虑导线和连接(Rw)的电阻来说明一个实际的两线连接，我们得到如下实用原理图:
在实践中，这里的大问题是，电阻计现在测量的总电阻是“待测电阻”和导线和连接中的所有电阻的组合(串联)。
仪表看到的是Uw + Ur + Uw的总和，尽管它只希望看到Ur。因此，电阻计指示的电阻是R和所有连接电阻的组合。
因此，在结果中有一个错误。
测量值总是太高。根据电线和连接的不同，这可能会在测量中造成巨大的误差。在长电线和不良连接的情况下，误差可能是几欧姆(甚至无限)。但即使使用高质量的测试引线和夹子，也总会有一些错误。
如果你想做可靠和准确的电阻(或RTD)测量，永远不要使用2线连接。
如何从两线测量中消除这些误差呢?
最好的答案是使用4线连接。让我们来看下一个。
四线电阻测量
对于4线连接，想法是有单独的电线来传递测量电流和测量电阻上的电压降。
对于这种连接，需要4根电线，导致名称。漂亮的逻辑……
让我们看一张图来说明4线连接:
你可能会想，”这与双线连接有什么区别?“好吧，这与理想的电线和连接没有任何区别，但在现实世界中很难(不可能)得到理想的电线。因此，在实践中，由于电线和连接中存在未知的变化电阻，这将使一切都不同。
这是为什么呢?这就是我来这里的目的
现在有独立的专用电线可以通过电阻传递准确的电流。如果在这些电线和连接中有一些电阻，这没有关系，因为固定电流发生器仍然会产生相同的精确电流，电流不会在通过这些连接电阻时发生变化。
此外，还有单独的导线用于电压测量，这些导线直接连接到待测电阻的支腿上。这些电压测量导线中的任何电阻都不会对电压测量产生任何影响，因为这是一个非常高的阻抗测量。在这些电线中几乎没有电流，即使有电阻，它也不会引起任何电压下降，所以没有误差。
因此，四线连接可以准确测量连接电阻(R)，即使所有的连接线和连接都有电阻。
因此，4线连接是测量电阻或RTD传感器最好和最准确的方法。
前面的4线测量图的实际原理图如下图所示，添加了导线和连接电阻(Rw):
电话电阻测量
在实践中，必须使用/安装4根线可以有点耗时/昂贵。4线连接有简化的改进，这是3线连接。是的，你猜到了，它使用3个线。
虽然3线连接不像4线连接那样准确，但如果3线连接相似，则非常接近，远比差的2线连接好。因此，三线连接已成为许多工业应用的标准。
在三线连接中，我们取下一根导线，假设所有导线的电阻相似。
现在，让我们看看三线连接的原理图，其中包括线电阻:
在上面的原理图中，下部只有一根导线。所以，下方的连接让我们联想到2线连接，而上方的连接则类似于4线连接。在较高的部分，仪表可以补偿导线电阻，就像4线连接。但在下部，它没有补偿导线(Rw3)电阻的方法。
那么，这种联系是如何工作的呢?
电阻计有内部开关，所以它可以首先测量上回路的电阻(Rw1+Rw2的总和)，然后将结果除以2，得到这两根导线的平均电阻。然后仪表假设第三根导线(Rw3)具有与Rw1和Rw2的平均值相同的电阻。然后切换到正常连接(如图所示)，测量连接阻抗R，测量结果中使用之前测量导线电阻的结果。
记住这一点很好3线连接是准确的，只有当所有3线和连接有相同的电阻。如果导线和连接电阻有差异，那么三线连接会导致测量结果错误。3线测量的误差可以是两种方式(过高或过低)取决于电缆和连接之间的电阻差。
在工业应用中，三线连接通常是一种很好的折衷方案;它是足够精确的，你需要比完美的四线测量少用一根线。
结论
要记住几件事:
- 在校准RTD电阻时，如果可能，使用4线连接。
- 当然，当您校准配置为3线测量的RTD温度变送器时，您需要使用3根电线。确保使用3个类似的电线，并且您可以良好的联系人。
- 当使用3线RTD探针连接到RTD发射器时，确保所有3线的发射器螺钉都有良好的接触。
- 当在校准中使用RTD参考探针时，确保始终使用4线连接。
- 永远不要使用两线电阻测量任何你需要准确。当然，它可以用于故障排除和粗略测量。
我希望这篇文章对你有所帮助。
一如既往，请评论并给我们发送你将来想在这个博客中读到的校准相关主题的想法。
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最后……
哦，我忘记提到Beamex了。现在就去买一些Beamex的东西吧!…,-)
谢谢,
海基
