PT100 是铂热电阻温度传感器,核心定义就是在 0 摄氏度的时候电阻值为 100 欧姆,属于工业最常用的测温元件,利用铂金属电阻随温度升高而线性增大的物理特性,把温度变化转换成电阻信号,再通过采集电路或者温控仪表换算成温度数值,常规测量区间是负 200 摄氏度到正 650 摄氏度,精度稳定抗干扰能力强,大量用在烘箱管道设备暖通工业温控场景。之所以 PT100 应用这么广,是因为铂材料化学性质稳定,长期使用漂移很小,分度表统一标准化,国内通用 IEC 标准分度号,市面上仪表采集模块基本都默认支持 PT100,不用额外做特殊适配,和 NTC 热敏电阻对比,PT100 线性度更好,测温范围更宽,但是成本比普通 NTC 高,响应速度会慢一点。PT100 分为两线制三线制四线制三种接线方式,这个是实操最关键知识点,两线制结构最简单,但是引线本身电阻会叠加进测量值,带来误差,短距离小功率场景可以使用,工业现场长距离传输基本都选用三线制,抵消引线电阻,高精度实验室场景会使用四线制,完全消除引线电阻影响,很多新手接线选错制式,最后温度读数偏差很大,排查很久找不到原因。
PT100 核心参数对照表
| 项目 | 参数说明 |
|---|---|
| 分度号 | PT100 |
| 0 摄氏度标称电阻 | 100 欧姆 |
| 测温范围 | 负 200 摄氏度至 650 摄氏度 |
| 允许精度等级 | A 级 B 级 |
| 材料 | 纯铂 |
| 输出信号 | 电阻变化,不是电压电流 |
| 接线制式 | 两线制 三线制 四线制 |
基础工作原理
铂金属晶格里面载流子数量会随着温度上升发生变化,电阻值跟着温度近似线性上升,标准分度表里面每一个温度都对应固定电阻值,比如 100 摄氏度对应 138.51 欧姆,200 摄氏度对应 175.86 欧姆,采集设备读取实时电阻,对照分度表运算,最后输出温度读数。A 级精度允许误差更小,适合精密测温,B 级精度成本更低,普通工业设备优先选用 B 级,采购的时候一定要确认精度等级,不要只看 PT100 这个名称,不同等级误差差别明显。
三种接线方式操作说明
1 两线制,传感器两根线直接接入仪表输入端,优点接线简单,缺点导线本身电阻会计入总电阻,距离越长误差越大,适合几米以内短距离测温
2 三线制,传感器引出三根导线,其中一根是补偿线,接入仪表对应的三个端子,仪表内部自动补偿引线电阻,工业现场最主流方案,适合几十米长距离布线
3 四线制,传感器引出四根独立导线,两根供电两根测压,完全消除引线电阻压降带来的误差,精度最高,但是成本高,接线复杂,适合实验室高精度标定场景
实操选型与使用步骤
1 确认测温区间,确认设备是否在负 200 到 650 摄氏度范围内,超出范围不能使用普通 PT100
2 根据布线距离选择接线制式,短距离两线制,工业长距离三线制,高精度测量四线制
3 确认精度等级,精密设备选 A 级,普通温控选 B 级
4 确认探头形式,有贴片式 螺纹固定式 探头探杆式,根据安装位置选择
5 按照对应制式接入温控仪 PLC 采集模块或者 ADC 采集板卡
6 上电之后观察温度数值,和标准温度计对比,确认读数是否正常
7 如果读数漂移或者偏差大,检查接线松动,屏蔽线接地,还有是否存在强电磁干扰
进阶要点
PT100 本身输出是电阻信号,不能直接接入普通电压采集端口,如果需要远距离传输,一般搭配变送器,把电阻信号转换成 4 到 20 毫安标准电流信号,抗干扰能力更强,适合 PLC 系统。PT100 探头外面有不锈钢保护套管,保护套管会带来热滞后,响应速度变慢,快速测温场景要选薄壁探头。布线尽量使用屏蔽双绞线,旁边有变频器电机这类强干扰源的时候,屏蔽层单端接地,避免共模干扰造成温度跳变。PT100 不能超温长期工作,长期超过 650 摄氏度铂丝会老化,电阻特性改变,精度永久下降。
常见踩坑说明
把 PT100 当成热电偶,接入热电偶输入端口,读数完全错误,PT100 是热电阻,热电偶是热电势输出,两者输入端口不通用。三线制接线的时候补偿线接错端子,补偿失效,误差依旧很大。引线过长没有补偿,低温或者高温的时候读数偏差明显。探头长期超温使用,分度特性漂移,分度表不再匹配。
总结
PT100 就是 0 摄氏度阻值 100 欧姆的铂热电阻,依靠铂电阻随温度变化测温,测温区间负 200 到 650 摄氏度,分 A 级 B 级精度,接线分两线制三线制四线制,工业优先三线制,高精度选四线制,输出是电阻信号,长距离可以搭配 4 到 20 毫安变送器,注意不能和热电偶输入端口混用。
【常见问题】
问题 1 pt100 和热电偶有什么区别
回答 1 pt100 属于铂热电阻,输出是电阻随温度变化,测温区间负 200 到 650 摄氏度,线性好,热电偶输出热电势,高温范围更大,两种传感器采集端口不一样,不能直接互换接入。
问题 2 pt100 三线制为什么比两线制更常用
回答 2 pt100 三线制增加一根补偿导线,可以抵消引线本身电阻带来的测量误差,长距离工业布线误差更小,两线制导线电阻会叠加,距离越长偏差越大,所以工业现场优先选用 pt100 三线制。
问题 3 pt100 A 级和 B 级精度怎么选择
回答 3 pt100 A 级精度误差更小,适合精密标定实验室项目,pt100 B 级精度成本更低,普通烘箱管道温控这类普通工业场景,选择 B 级就可以满足需求。
问题 4 pt100 可以直接接 PLC 模拟量电压通道吗
回答 4 pt100 本身输出电阻信号,不能直接接入 PLC 普通电压模拟量通道,需要使用 PT100 专用采集模块,或者外接变送器转换成标准电流电压信号再接入 PLC。
【免责申明】
本教程基于 PT100 通用标准参数编写,不同厂家生产的 PT100 探头保护结构分度公差会存在细微差异,本内容仅作为学习参考,工业项目正式使用前建议核对厂家分度表,并且进行现场标定校验。


