三线制PT100变送器测温电路是一种常用的温度测量电路，其稳定性和线性度都比较好，适用于中低温区的温度检测。

一、电路组成

三线制PT100变送器测温电路主要由恒流源电路和差动放大电路两部分组成。

恒流源电路：恒流源电路为PT100提供稳定的激励电流，通常使用电压基准芯片和运算放大器来构建。通过调整电路参数，可以确保流过PT100的电流保持恒定，从而减小因电流变化而引起的测量误差。

差动放大电路：差动放大电路用于放大PT100两端的电压差，并将其转换为可供后续电路处理的信号。该电路通常采用高精度运算放大器，以确保放大后的信号具有足够的精度和稳定性。

四线：

三线：

内部器件：

二、工作原理

三线制PT100的工作原理基于铂的电阻值随温度变化的特性。当被测物体的温度变化时，PT100传感器的电阻值会相应发生变化。这个电阻变化通过测量电桥电压来得到。三线制PT100通常采用桥式测量原理，当热电阻的阻值发生变化时，电桥电路中的电阻比例也会发生变化，从而使整个电桥电路的输出电压发生相应的变化。

具体来说，三线制PT100测温电路中的恒流源为PT100提供一个稳定的电流I。由于PT100的电阻值随温度变化而变化，因此其两端的电压也会发生变化。这个电压变化通过差动放大电路进行放大，并转换为可供后续电路处理的信号。最终，该信号经过模数转换器（ADC）进行数字化测量，得到与PT100电阻值对应的数字量。通过查找PT100分度表并经插值运算，即可得到实际的温度值。

三、电路特点

高精度：三线制PT100变送器测温电路采用高精度运算放大器和模数转换器，可以确保测量结果的精度和稳定性。

高稳定性：由于PT100的温度特性稳定，且电路中的恒流源和差动放大电路均具有较高的稳定性，因此整个测温电路具有较高的稳定性。

抗干扰能力强：三线制接线方式可以消除导线电阻对测量结果的影响，提高电路的抗干扰能力。

适应范围广：PT100温度传感器可以工作在-200℃至650℃的范围内，因此该测温电路适用于多种温度测量场合。

这个三线制PT100变送器测温电路主要由恒流源电路和差动放大电路两部分组成。 其中恒流源电路主要由电压基准芯片LM358-2.5和高精度运放KTA2333以及三极管Q1、Q2组成的达林顿管（为了减小Ib）组成。运放KTA2333的输入失调电压和失调电流都很小，价钱还很便宜，大概一两块钱，还是蛮不错的芯片：

测温部分的电路图原理图如下所示：

根据以上对三线制原理的分析，设计热电阻三线制测量电路如图 所示，电路由恒流源电路和差动放大电路两部分组成。 其中恒流源电路主要由电压基准芯片LM358-2.5和高精度运放KTA2333以及三极管Q1、Q2组成。

可以看到，上半部分为一个恒流源电路，R2为电流检测电阻（选取高精度低温漂），由于运放负反馈成立，所以R2两端的电压会等于U2基准源两端的电压Ud，并且由于Q1和Q2均处于放大状态，所以ib会很小很小（ic/β/β），Ib基本忽略不计，所以说流过 R2 的电流即为 Ie=Ud/R2=2.5V/2.7K≈0.926mA。最终PT100的激励电流为Ic=Ie-Ib≈Ie=0.926mA，电流流向如下所示：

下方的放大器电路为了获得高增益选择了一个T型网络作为反馈，由于R8//R9阻值相对200KΩ和100KΩ来说很小（具体看戴维南等效），所以其输入输出传递函数如下（可以根据叠加定理去计算）：

又公式由三线法抵消线阻而得RT = (U1-2U2)/I ，这个比较抽象，我画一下示意图，下图中Rwire1~3为接线的线阻，所以说：U1≈I*（PT100+Rwire2+Rwire3）U2≈I*Rwire3由于理想状态下Rwire1~3是相等的（理想状态下接线长度，以及接触阻抗等均相同），所以说RT（PT100）两端的实际压降应该为U1-2*U2，即RT = (U1-2U2)/I。

四、应用实例

三线制PT100变送器测温电路广泛应用于工业自动化、过程控制、环境监测等领域。在工业自动化中，可以使用该电路对机械设备、生产线等的温度进行实时监测和控制；在环境监测中，可以使用该电路对大气温度、水温等进行测量和分析。

总结：

三线制PT100变送器测温电路是一种高精度、高稳定性的温度测量解决方案。该电路采用恒流源为PT100提供稳定的激励电流，通过差动放大电路放大PT100两端的电压差，并将其转换为可供后续电路处理的信号。

恒流源电路确保流过PT100的电流保持恒定，从而减小因电流变化而引起的测量误差。差动放大电路则采用高精度运算放大器，确保放大后的信号具有足够的精度和稳定性。同时，三线制接线方式可以消除导线电阻对测量结果的影响，提高电路的抗干扰能力。