Metoda povezivanja s 3-žice genijalno poništava utjecaj otpora provodnika na rezultate mjerenja-prvenstveno upotrebom premosnih krugova i simetričnog dizajna provodnika-čime se značajno povećava točnost mjerenja temperature.
I. Temeljni princip: Korištenje ravnoteže mosta za poništavanje pogrešaka u vodi
U primjenama industrijskog mjerenja temperature, promjena otpora otpornih termometara od platine (kao što je PT100) je izuzetno mala (približno 0,385 Ω/ stupanj). Međutim, sami spojni vodovi posjeduju svojstven otpor (obično nekoliko ohma); ako se ostavi bez kompenzacije, ovaj otpor vodi može dovesti do značajnih odstupanja u očitanjima temperature. Metoda s 3 žice rješava ovaj problem na sljedeći način:
Tri spojna voda moraju biti od istog materijala, iste duljine i istog promjera žice kako bi se osiguralo da su njihove vrijednosti otpora jednake (označene kao RL).
Dva odvoda (L1 i L2) spojena su na dva susjedna kraka kruga mjernog mosta, dok treći vod (L3) služi kao dio povratne petlje signala.
Budući da se fluktuacije otpora u odvodnicima L1 i L2 događaju sinkrono, one se automatski poništavaju* tijekom izračuna ravnoteže mosta; posljedično, konačna izmjerena vrijednost otpora odražava samo promjenu otpora samog platinastog otpornog termometra.
Ilustrativni primjer:
U konfiguraciji s 2 žice, instrument mjeri "Rt + 2RL," što dovodi do mogućih pogrešaka od nekoliko stupnjeva Celzijusa.
U konfiguraciji s 3-žice, dizajn strujnog kruga osigurava da se utjecaj RL oduzme od formule za izračun, čime se postiže mjerenje visoke preciznosti.
II. Struktura ožičenja i kompenzacijski mehanizam
3-žilni platinasti otporni termometar obično ima dva izvoda koji izlaze iz jednog kraja (označenih A i B) i jedan izvod koji izlazi iz drugog kraja (označenih C):
Vodovi A i B: Spojeni na susjedne krakove mjernog mosta; oni služe kao kompenzacijski vodovi.
Vod C: Spojen na petlju uzbudne struje.
Tijekom mjerenja, krug između izvoda A i C služi kao ulazni put signala, dok krug između izvoda B i C služi kao kompenzacijska petlja.
Kada fluktuacije u temperaturi okoline uzrokuju promjenu otpora vodova, veličina promjene otpora u vodovima A i B ostaje identična; te se promjene naknadno međusobno poništavaju unutar izlaza mosta, čime se osigurava stabilnost i točnost mjerenja.
III. Ključni zahtjevi za praktičnu primjenu
|
Zahtjev |
Opis |
|
Konzistencija žice |
Tri žice moraju biti jednake duljine, identičnog materijala i jednake širine; u suprotnom će naknada biti nepotpuna. |
|
Konfiguracija instrumenta |
PLC ili regulator temperature moraju biti konfigurirani na "3-žilni način rada"; u suprotnom, kompenzacijski algoritam se ne može omogućiti. |
|
Suzbijanje smetnji |
Upotrijebite oklopljeni kabel s upletenim{0}}paricama s oklopom uzemljenim samo na jednom kraju kako biste spriječili smetnje petlje uzemljenja. |
Tipične primjene: Široko korišten u industrijskim postavkama-kao što su peći za sinteriranje, reakcijske posude i nadzor temperature cjevovoda-nudeći superioran omjer troškova-učinaka u usporedbi s 4-žilnim sustavima.
