Warum muss eine integrierte Widerstandstemperatursonde trotzdem im Dreileiter- oder sogar Vierleitersystem angeschlossen werden?
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Es ist allgemein bekannt, dass die meisten Temperaturmessgeräte selektiv im Zweileitersystem, Dreileitersystem oder Vierleitersystem betrieben werden können. Vor vielen Jahren waren die Komponenten getrennt: Der Wärmewiderstand befand sich vor Ort, während der Temperaturwiderstand weit entfernt vom Widerstandskörper war – manchmal sogar im Innenraum. Dadurch entstanden durch die Zweileitungsverbindung tatsächlich erhebliche Fehler in den Messwerten. Doch heutzutage ist die Temperaturmessung allgegenwärtig; Widerstände und Temperatursensoren sind in unmittelbarer Nähe zueinander, und die Fehler bei den Leitungen sind äußerst gering. Warum wird dann immer noch die dreipolige Verkabelung verwendet? Ist dadurch die Struktur der Temperaturmessung nicht auch komplizierter als bei der zweipoligen Verkabelung? Dadurch steigen nicht nur die Kosten für die Temperaturmessung sowie die Anzahl der potenziellen Fehlerquellen durch zusätzliche Leitungen, sondern es gibt auch keinen nennenswerten Gewinn in Bezug auf die Genauigkeit. Ich habe eine persönliche Frage und hoffe, dass Sie mir helfen können. Vielen Dank.
Meinen Sie den integrierten Temperatursender? Die Ausgabe des integrierten Temperatursenders ist ein zweidrahtiger 4–20 mA-Signal. Nach Ihrer Erklärung scheint es sich nicht um einen integrierten Temperatursender zu handeln.
Ich meine die Verkabelung zwischen der Wärmewiderstandssensoreinheit und dem Temperatursender. Das 4-20mA-Signal, das vom Temperatursender ausgegeben wird, ist natürlich zweidrahtig.
Schauen Sie sich die Eingangsschaltung des Temperatursenders an, dann werden Sie es verstehen.
Hallo, gibt es einen Schaltplan für die Eingangsverbindungen des Temperatursenders? Wenn das Zweileitersystem tatsächlich praktikabel ist, dann können auch die Eingangskabel für die Temperaturänderungen verbessert werden. Ich bin der Ansicht, dass es nicht daran liegt, dass die Eingangskabel für Temperaturänderungen dazu führen, dass die Wärmewiderstände in einer bestimmten Weise angeschlossen werden müssen. Vielmehr bestimmt die sinnvollere Anschlussweise der Wärmewiderstände, wie die internen Schaltungen zur Erfassung von Temperaturänderungen verbessert werden können.
Es liegt nicht daran, dass der Wärmewiderstand und der Temperatursender sehr nah beieinander sind, sondern an den Vorschriften, die eine 3- oder 4-Leiter-Verkabelung erfordern – weshalb dies auch im Prüfungsstoff für Messgerätetechniker enthalten ist.
Wie lautete die ursprüngliche Frage? Die Sammlung der Prüfungsfragen für Instrumentenbauer wurde bereits vor langer Zeit erstellt – viele der darin enthaltenen Inhalte sind veraltet. Es ist daher unmöglich, dass Fragen wie die von mir angesprochenen auftauchen Früher entstanden Fehler aufgrund der zu langen Leitungen an den beiden Enden des Zweileitersystems. Wenn die Länge der Leitungen auf ein paar Zentimeter reduziert wird, sind die Fehler sehr gering. Warum also noch die Mühe aufwenden und ein Dreileitersystem verwenden?
Aus dem Prinzip der Temperaturmessung mit Wärmewiderständen geht hervor, dass sich die Änderung der zu messenden Temperatur durch eine Änderung des Widerstandswerts des Wärmewiderstands bemisst. Daher kann eine Änderung des Widerstandswerts der Verbindungsleitungen zum Wärmewiderstand zu Fehlern bei der Temperaturmessung führen. Ob diese Auswirkung beseitigt werden muss, hängt von dem Anwendungsfall, den Anforderungen sowie den Genauigkeitsanforderungen bei der Temperaturmessung ab. Deshalb gibt es verschiedene Verkabelungsmethoden. Doch das Prinzip der Temperaturmessung bei Heizelementen im Zweipol-, Dreipol- und Vierpolbetrieb ist dasselbe – es gibt nur Unterschiede in der Verkabelung. Im Grunde geht es darum, ob der Stromkreis und der Spannungsmeßkreis getrennt voneinander verlegt werden. Es muss jedoch betont werden: Die Dreileiter- und Vierleiterschaltungsmethoden können nur dann in vollem Umfang genutzt werden, wenn sie mit den entsprechenden Wärmewiderstandselementen dieser Schaltungsarten kombiniert werden. Es wird wie folgt erläutert: Die Zweileiterschaltung wird hauptsächlich bei der Temperaturmessung über kurze Entfernungen eingesetzt. Da bei dieser Schaltung die Veränderungen des Widerstands der Leiter nicht berücksichtigt werden, ist die Messgenauigkeit gering. Sie eignet sich daher nur für Anwendungen, bei denen keine hohe Genauigkeit bei der Temperaturmessung erforderlich ist. Die Dreileiterschaltung wird in der Industrieproduktion weit verbreitet eingesetzt, hauptsächlich zur Fernmessung der Temperatur. Dadurch kann der Einfluss von Schwankungen im Widerstand der Verbindungsleiter auf die Anzeigewerte des Messgeräts verringert werden. In der Praxis haben jedoch viele Fabriken Wärmewiderstände im Einsatz, bei denen die Wärmewiderstandselemente in der Schutzhülle meist nur über zwei Leitungen verbunden sind – das heißt, es handelt sich um einen zweileitigen Anschluss. Von der Verbindungsbox der Schutzhülle bis zum Anzeigegerät werden zwar drei Verbindungskabel verwendet, doch das kann lediglich als zweileitiger Anschluss von Wärmewiderständen angesehen werden – oder man könnte es auch als zweileitigen Anschluss mit drei Leitungen bezeichnen. http://www.yunrun.com.cn/News/UploadFiles_5183/201508/2015080119482890.png Die Vierleiterschaltung wird hauptsächlich in Laboren verwendet, um präzise Messergebnisse zu erzielen. Beim Einsatz wird in erster Linie ein konstanter Strom an den Wärmewiderstand angelegt, anschließend wird die Spannung (Potenzial) am Wärmewiderstand gemessen, um die Genauigkeit und Empfindlichkeit der Messung zu erhöhen. In der industriellen Fertigung haben Geräte, Kartenmodule usw., die mit Widerstandsthermometern verbunden sind, vier Anschlusspole: I+, I-, V+, V-. Dabei liefern I+ und I- eine konstante Stromstärke an den Wärmewiderstand, während V+ und V- zur Überwachung der Spannungsänderungen des Wärmewiderstands verwendet werden, um so Temperaturänderungen zu ermitteln. Das Prinzip der Verkabelung ist in der Abbildung dargestellt. Wenn die Messgeräte nach dem Prinzip der Potentialdifferenzmessung arbeiten, dann liegt zwar ein Widerstand in den Leitungen vor, doch der Spannungsabfall an diesen Leitungen, durch den Strom fließt, fällt nicht in den Messbereich. Auch die Leitungen, die mit den Messgeräten verbunden sind, weisen einen Widerstand auf – doch durch sie fließt kein Strom. Daher hat die Änderung des Widerstands der vier Leitungen keinen Einfluss auf das Messergebnis. Es wird lediglich verlangt, dass der Strom aus der konstanten Stromquelle stabil ist.
In der industriellen Produktion werden zur Messung von Temperatur mit Wärmewiderstandssensoren meist ungleichgewichtige Brücken verwendet. Der Prinzip des Messschaltkreises ist in der Abbildung dargestellt: http://www.yunrun.com.cn/News/UploadFiles_5183/201508/2015080119285183.png Da der Widerstand der Kupferleitungen, über die der Wärmewiderstand an den Brückenanschluss angeschlossen wird, mit den Schwankungen der Umgebungstemperatur variiert, führt eine Verbindung der Leitungen nur mit einem Brückenarm dazu, dass sich die Änderungen des Leitungsresistenzwerts zusammen mit den Änderungen des Widerstands des Wärmewiderstands RT addieren – was zu zusätzlichen Fehlern führt. Deshalb wird in der Industrie üblicherweise die Dreileiterschaltung verwendet: Die Leiter 2 und 3 werden jeweils an die beiden Armen der Brücke angeschlossen. Wenn sich der Widerstand der Leiter ändert, können sich diese Effekte gegenseitig ausgleichen, wodurch der Einfluss auf die Anzeige des Messgeräts verringert wird. Doch die Verringerung der Fehler ist begrenzt. Bei einem ungleichgewichtigen Widerstandsthermometer kann eine vollständige Kompensation nur am Anfangsspunkt der Skala erreicht werden; bei voller Skalenstellung sind die oben genannten zusätzlichen Fehler am größten. Bei ungleichgewichtigen Brücken muss man auch die zusätzlichen Temperaturfehler der Stromversorgungsleitungen berücksichtigen. Wenn Strom durch die Leiter 1 fließt, die die Widerstände miteinander verbinden, entsteht ein bestimmter Spannungsabfall. Wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, ändern sich auch die Spannungen in den oberen und unteren Schaltkreisen der Brücke – dadurch entstehen zusätzliche Temperaturfehler am Messgerät.
Meiner Meinung nach hängt das mit den internen Schaltungen zur Temperaturmessung zusammen. Allerdings kann eine Wärmewiderstandssensoreinheit als Zweileiters-Wärmewiderstand verwendet werden; bei dreipoligen oder vierpoligen Systemen kann die Verbindung zwischen den Anschlüssen kurzgeschlossen werden.
Die Dreileiterschaltung wird in der Industrieproduktion weit verbreitet eingesetzt, hauptsächlich zur Fernmessung der Temperatur. Dadurch kann der Einfluss von Schwankungen im Widerstand der Verbindungsleiter auf die Anzeigewerte des Messgeräts verringert werden. In der Praxis haben jedoch viele Fabriken Wärmewiderstände im Einsatz, bei denen die Wärmewiderstandselemente in der Schutzhülle meist nur über zwei Leitungen verbunden sind – das heißt, es handelt sich um einen zweileitigen Anschluss. Von der Verbindungsbox der Schutzhülle bis zum Anzeigegerät werden zwar drei Verbindungskabel verwendet, doch das kann lediglich als zweileitiger Anschluss von Wärmewiderständen angesehen werden – oder man könnte es auch als zweileitigen Anschluss mit drei Leitungen bezeichnen.
Frühere Wärmewiderstandselemente hatten meist nur zwei Leitungen. Heutzutage sind die meisten Wärmewiderstandselemente Platin-Wärmewiderstände. Um die Genauigkeit zu erhöhen, werden sie in der Regel mit drei Leitungen hergestellt. Das erfordert natürlich, dass der Temperatursender im Dreileitersystem angeschlossen wird. Dadurch steigen weder die Kosten des Temperatursenders noch die Komplexität des Schaltplans.
Das geht aus den Originalmesszeichnungen vom 10. Stock hervor.
Die obige Analyse bezieht sich auf die Messprinzipien der 2-, 3- und 4-Leiter-Systeme. Die Frage des Autors ist, warum bei einer so kurzen Entfernung noch ein 3-Leiter-System verwendet werden muss. Tatsächlich ist die Frage wie folgt: Erstens muss man die Entwicklung der Temperaturübertragungssender betrachten. Ursprünglich waren die Temperaturübertragungssender getrennte Komponenten, weshalb das Zweileitersystem nicht ausreichte – es mussten stattdessen Drei- oder Vierleitersysteme verwendet werden. Heutzutage sind die Temperatursensoren meist integriert, doch das Drei-Leitersystem wird weiterhin verwendet. Der Grund dafür ist, dass die Unternehmen aus Gründen der Produktstandardisierung versuchen, die Anzahl der benötigten Leitungen zu minimieren. Schließlich macht sich der Unterschied in den Kosten zwischen dem Drei- und Zweileitersystem kaum bemerkbar. 2. Obwohl die Temperatursensoren heutzutage meist integriert sind, können bei einigen Sensoren die Abstände zwischen ihnen dennoch ziemlich groß sein. Ich habe bereits Temperatursensoren mit einer Länge von drei Metern verwendet. Auch wenn dieser Abstand nicht besonders groß ist, kann man die durch Temperaturänderungen verursachten Änderungen im Widerstand der Leitungen innerhalb des Behälters nicht ignorieren.
Ungleichmäßige Brückenwände – Anforderungen an die Schaltungen bei der Potentiometriemethode
LZ, du hast doch gesagt, es handelt sich um eine integrierte Wärmewiderstandstemperatursensoreinheit – zwischen Sensing und Übertragung muss man nichts berücksichtigen
Ich verstehe, was der Originalautor meint. Aber einen Fehler kann man nicht einfach ignorieren, nur weil er klein ist. Wenn es beseitigt werden kann, dann wird es eben beseitigt. Wenn Sie den Widerstandskern austauschen möchten, ist die Verwendung von 2 Leitungen auch kein großes Problem. Aber wenn der Hersteller dieses Produkt herstellt, ist es nur ein zusätzliches Kabel – dadurch kann er eine bestimmte Genauigkeit erreichen. Also muss es die dritte Linie sein. Tatsächlich ist der Fehler bei 4 Leitungen noch viel geringer als bei 3 Leitungen. Aber einige Hersteller streben weiterhin nach Perfektion. Diese Einstellung ist wünschenswert. Der Unterschied zwischen inländischen und importierten Produkten liegt in den vier Worten: ständige Verbesserung. Diese Denkweise ist unzulässig.