三线制Pt100隔离器在掘进机电机保护系统中的作用

电机的温度检测是通过安装在电动机内部的Pt100热电阻，当温度在一定范围内发生变化时，其阻值随温度的变化呈线性变化来实现。隔离器的作用就是将温度信号经过处理转换成线性的电流或者电压信号，以便后级再处理。在电机保护系统中三线制Pt100隔离器将接收热电阻信号，经过处理后输出4-20mA信号。因为输入和输出采用光耦转换，所以在电性能上是完全隔离的，可靠性高。与此同时，三线制Pt100隔离器的精度较高，进入控制室经过再处理后也能满足电机保护的要求。

在实际应用中，通过三线制连接，将热电阻信号连接在隔离器，通过隔离器将来自电机的温度信号隔离转为4-20mA的电流信号，然后通过PLC 反馈到显示屏，从而实现对温度的实时监测显示。当电机温度低于设定值时对电机没有影响，掘进机正常工作，但当温度达到设定值时，PLC控制系统会自动切断电机电源，实现对电机的温度保护

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。利用热电阻测温，将温度变化转换为导体或半导体的阻值R的变化。显示仪表接受的是电压或电流信号，因此常采用电桥来测量Rt阻值的变化，并转化为电压输出。

　　电桥电源E为稳压电源，否则将引起测量误差。由于电桥有电源流过，连接导线和热电阻均会发热而引起附加温度误差，在设计和使用中要求这种误差不超过0.2％。通常当流过热电阻6mA电流时，因发热会产生的误差约0．1℃，一般选择流过热电阻的电流为3mA。

　　在实际应用中，由于热电阻温度变送器安装在现场，带有电桥的仪表如热电阻温度变送器、显示仪表或其他类型的信号转换器常安装于控制室，将热电阻引入电桥的连接导线需要经过现场到控制室之间较长的距离，连接导线的阻值R·将随温度而变化，热电阻的连接导线均接人热电阻R。所在桥臂，则当环境温度变化时，连接导线电阻值变化与热电阻阻值变化相叠加，从而给仪表带来较大的温度附加误差。工业上常采用三线制接法，从热电阻接线盒处引出三根线，使导线电阻分别加在电桥相邻的两个桥臂Ac和AD上以及供电线路上。Rt变化对桥路电压的影响较小；因R1变化，使得R．和R2同时等量变化，可以互相抵消一部分，从而减小因导线电阻变化对仪表读数的影响。虽然这种补偿是不完全的，连接导线的温度附加误差依然存在，不过采用三线制接法，在环境温度为o～50℃内使用时，能满足工程要求（温度附加误差可控制在0.5％以内）。

   热电偶变送器电路和热电阻变送器相似，主要区别为冷端补偿和线性化电路。冷端补偿电跻相对比较简单，而线性化电路则比较复杂，下面只对线性化电路进行分析。

   电偶线性化的方法是根据热电偶自身电压与温度的作线性关系，将运放输人电压与输出电流拟合成若干分段直线，且逼近热电偶自身的电压和温度非线性关系，此时输出电流与温度为近似线性关系。线性调整的是分段改变运放的放大倍数，使其成为分段直线。具体做法是使二极管补偿电阻组成的折线并联支路在输人信号的不同位置相续起作用。

   根据热电阻和热电偶变送器电路的分析结果，可制作相应的辅助软件，简化传感器类型和测温范围变化时需对电路相关参数进行调整的过程软件中可利用分析公式，计算出各输出值，然后通过逐步改变相关电路参数如线性化调整电阻、放大倍数调整电阻和调零、调满电阻等，使输出电流I、满足4-20mA的线性输出，实现不同测量条件卜，迅速确定电路参数的功能。