温度是工作控制中非常重要的物理量，用于温度测量的传感器主要有热电阻、热敏电阻、热电偶、半导体温度传感器等，这些传感器各自有自己的特性与适用领域，设计人员必须根据自己特定的应用来选择合适的传感器。
热电阻（RTD）是使用细金属丝缠绕在支架上，而构成的电阻阻值随温度变化的具有较高精度的温度传感器，工作温度范围为-200℃~+850℃。常见的RTD材料有镍、铜、铂等，其中又以100Ω（0℃时）铂制热电阻最为常见。由于铂金属的物理、化学特性都非常稳定，铂电阻以精度高、长期稳定性好、重复性好、响应快速等特点得到广泛应用。
下面公式描述了Pt100的温度特性，从公式中可以看到Pt100的温度与电阻特性显然是非线性的，但与热电偶、热敏电阻相比，Pt100的线性度经好很多，因此非线性校正也比较
容易。早期的非线性校正多采用复杂的模拟威廉希尔官方网站
实现，随着电子技术的发展，目前在实际应用中，一般使用单片机进行查表结合插值的方法对Pt100进行非线性校正。
由于热电阻是无源器件，在使用过程中需要外部激励才能工作，在使用过程中必须注意激励电流的大小要合适。电流过大会导致Pt100自身发热，产生测量误差，因此在设计过程中必须根据测量要求仔细设计信号调理威廉希尔官方网站
，确保传感器自身发热产生的误差在可接受范围内。
一、为什么采用三线制、四线制接法
由于Pt100温度系数只有0.385Ω/℃，如果传感器与控制器之间距离较远，需要较长的引线，那么由于引线电阻而产生的测量误差可能会很严重。例如，现假设有一个Pt100通过100英尺（约30米）的30号铜引线与控制器相连，30号铜导线的电阻为0.105Ω/英尺，如果采用常规的两根引线的接法，如下图，则引线上共产生21Ω电阻，即相当于55 的测量误差！
为解决这一问题，Pt100除了两线制接法，还有三线制与四线制接法，来降低甚至消除引线电阻带来的测量误差。
二、恒流源激励的两、三、四线制接法
上文已经提到，Pt100是电阻式温度传感器，其温度测量的本质其实是测量传感器的电阻。通常的做法是将电阻转换成电压或电流等电信号进行测量，由单片机对测量结果进行线性化。一般Pt100进行温度测量有两种方案：
1. 设计一个恒流源通过Pt100热电阻，通过检测Pt100上的电压来计算温度;
2. 采用惠斯通电桥，电桥的四个电阻中有三个是恒定的，另外一个采用Pt100热电阻，当Pt100的电阻值发生变化时，测试端将产生一个电热差，由此电热差来计算温度。
另外还有一类称为“比例法”的测量方法，可看做第一类测量方法的改进，后文将做详细介绍。
两线制恒流源激励的接法如下图所示，以恒流源输出通过Pt100，测量Pt100两端的电压来换算成温度，前面已经提到，这种接法在Pt100引线较长时会造成较大误差。所以实际应用中更实用的是三线制与四线制接法。
四线制接法（开尔文接法）如下图所示，将Pt100的激励与测量端分别采用两组不同的引线引出，由于电压测量点在Pt100的引线连接处，所以引线激励电压不会对测量结果造成影响。
四线制接法以其高精度在实验室温度测量中得到广泛应用，但是，由于成本、接线方便性等因素的制约，在工业控制现场，三线制的接法应用更加广泛。
下图为恒流源激励的三线制Pt100的一种典型接法。其基本原理是假设Pt100的三条引线采用相同长度的同型线缆，具有相同的阻值，即下图中Rw1=Rw2=Rw3，利用测量端（Rw2引线）对引线电阻进行补偿。
具体来说，对于图中接法，运放A3同相输入端电压 V+=Vpt100+VRw3，运放A3反向输入端电压V-=VRw1 + Vpt100 + VRw3 。基于Rw1=Rw2=Rw3的假设，有Vrw1 = Vrw3。则运放A3的输出Vo = 2V+ - V- = Vpt100。即从理论上消除了引线电阻对测量结果的影响。
三、惠斯通电桥的两、三线制接法
惠斯通电桥是Pt100的另一种常见接法，其两线制接法如下图所示，显然当Pt100引线较长时，会引入较大误差。
三线制Pt100惠斯通电桥接法如下图所示，惠斯通电桥输出公式如下式，如果选择R3=Rpt100，即可从理论上消除引线电阻引入的测量误差。
四、比例法测量中两、三、四线制接法
比例法测量的本质是将Pt100与一参考电阻串联，并施加一激励源，由于流过Pt100与参考电阻的电流相同，则二者电压比即为阻值之比。将参考电阻两端电压作为AD转换器参考电压，对Pt100两端电压进行AD转换，则有
式中D为ADC转换结果，N为ADC位数。
由于流过Pt100与参考电阻的电流相同，相比上面两种结构，此威廉希尔官方网站
对激励源的要求比比较低。由于结构简单，精密器件少，测量精度高等特点，比例法测量威廉希尔官方网站
得到越来越多人的认可。
下图为比例法两线制Pt100接法，显然当Pt100引线较长时，会引入较大误差。
在这个威廉希尔官方网站
中可以将两线制Pt100直接用四线制Pt100替换，改为四线制接法，消除引线误差。
下图为比例法三线制Pt100接法，采用两个输出相等的恒流源对引线电阻进行补偿。
温度是工作控制中非常重要的物理量，用于温度测量的传感器主要有热电阻、热敏电阻、热电偶、半导体温度传感器等，这些传感器各自有自己的特性与适用领域，设计人员必须根据自己特定的应用来选择合适的传感器。
热电阻（RTD）是使用细金属丝缠绕在支架上，而构成的电阻阻值随温度变化的具有较高精度的温度传感器，工作温度范围为-200℃~+850℃。常见的RTD材料有镍、铜、铂等，其中又以100Ω（0℃时）铂制热电阻最为常见。由于铂金属的物理、化学特性都非常稳定，铂电阻以精度高、长期稳定性好、重复性好、响应快速等特点得到广泛应用。
下面公式描述了Pt100的温度特性，从公式中可以看到Pt100的温度与电阻特性显然是非线性的，但与热电偶、热敏电阻相比，Pt100的线性度经好很多，因此非线性校正也比较
容易。早期的非线性校正多采用复杂的模拟威廉希尔官方网站
实现，随着电子技术的发展，目前在实际应用中，一般使用单片机进行查表结合插值的方法对Pt100进行非线性校正。
由于热电阻是无源器件，在使用过程中需要外部激励才能工作，在使用过程中必须注意激励电流的大小要合适。电流过大会导致Pt100自身发热，产生测量误差，因此在设计过程中必须根据测量要求仔细设计信号调理威廉希尔官方网站
，确保传感器自身发热产生的误差在可接受范围内。
一、为什么采用三线制、四线制接法
由于Pt100温度系数只有0.385Ω/℃，如果传感器与控制器之间距离较远，需要较长的引线，那么由于引线电阻而产生的测量误差可能会很严重。例如，现假设有一个Pt100通过100英尺（约30米）的30号铜引线与控制器相连，30号铜导线的电阻为0.105Ω/英尺，如果采用常规的两根引线的接法，如下图，则引线上共产生21Ω电阻，即相当于55 的测量误差！
为解决这一问题，Pt100除了两线制接法，还有三线制与四线制接法，来降低甚至消除引线电阻带来的测量误差。
二、恒流源激励的两、三、四线制接法
上文已经提到，Pt100是电阻式温度传感器，其温度测量的本质其实是测量传感器的电阻。通常的做法是将电阻转换成电压或电流等电信号进行测量，由单片机对测量结果进行线性化。一般Pt100进行温度测量有两种方案：
1. 设计一个恒流源通过Pt100热电阻，通过检测Pt100上的电压来计算温度;
2. 采用惠斯通电桥，电桥的四个电阻中有三个是恒定的，另外一个采用Pt100热电阻，当Pt100的电阻值发生变化时，测试端将产生一个电热差，由此电热差来计算温度。
另外还有一类称为“比例法”的测量方法，可看做第一类测量方法的改进，后文将做详细介绍。
两线制恒流源激励的接法如下图所示，以恒流源输出通过Pt100，测量Pt100两端的电压来换算成温度，前面已经提到，这种接法在Pt100引线较长时会造成较大误差。所以实际应用中更实用的是三线制与四线制接法。
四线制接法（开尔文接法）如下图所示，将Pt100的激励与测量端分别采用两组不同的引线引出，由于电压测量点在Pt100的引线连接处，所以引线激励电压不会对测量结果造成影响。
四线制接法以其高精度在实验室温度测量中得到广泛应用，但是，由于成本、接线方便性等因素的制约，在工业控制现场，三线制的接法应用更加广泛。
下图为恒流源激励的三线制Pt100的一种典型接法。其基本原理是假设Pt100的三条引线采用相同长度的同型线缆，具有相同的阻值，即下图中Rw1=Rw2=Rw3，利用测量端（Rw2引线）对引线电阻进行补偿。
具体来说，对于图中接法，运放A3同相输入端电压 V+=Vpt100+VRw3，运放A3反向输入端电压V-=VRw1 + Vpt100 + VRw3 。基于Rw1=Rw2=Rw3的假设，有Vrw1 = Vrw3。则运放A3的输出Vo = 2V+ - V- = Vpt100。即从理论上消除了引线电阻对测量结果的影响。
三、惠斯通电桥的两、三线制接法
惠斯通电桥是Pt100的另一种常见接法，其两线制接法如下图所示，显然当Pt100引线较长时，会引入较大误差。
三线制Pt100惠斯通电桥接法如下图所示，惠斯通电桥输出公式如下式，如果选择R3=Rpt100，即可从理论上消除引线电阻引入的测量误差。
四、比例法测量中两、三、四线制接法
比例法测量的本质是将Pt100与一参考电阻串联，并施加一激励源，由于流过Pt100与参考电阻的电流相同，则二者电压比即为阻值之比。将参考电阻两端电压作为AD转换器参考电压，对Pt100两端电压进行AD转换，则有
式中D为ADC转换结果，N为ADC位数。
由于流过Pt100与参考电阻的电流相同，相比上面两种结构，此威廉希尔官方网站
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下图为比例法两线制Pt100接法，显然当Pt100引线较长时，会引入较大误差。
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下图为比例法三线制Pt100接法，采用两个输出相等的恒流源对引线电阻进行补偿。
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