Mnogi industrijski operateri koriste PT{0}}žičane veze jer znaju da smanjuju pogreške mjerenja, ali malo njih razumije temeljni princip premosnog kruga koji to omogućuje. Ovo nerazumijevanje često dovodi do pogrešaka tijekom instalacije i rješavanja problema. Prema iskustvu, operateri koji razumiju kako funkcionira premosni sklop mogu bolje izbjeći pogreške i brzo riješiti probleme, štedeći vrijeme i troškove. Premosni sklop srce je 3-žilne veze, a njegovo razumijevanje ključno je za izvlačenje maksimuma iz PT100 senzora u industrijskim primjenama.
Prvo, važno je podsjetiti se kako PT100 senzori rade. PT100 je senzor otpora od platine s otporom od 100 ohma na 0 stupnjeva, a njegov otpor raste linearno s temperaturom (R=Ro(1+ T)). Problem je u tome što je otpor senzora mali-čak i mali otpor spojnih žica može uzrokovati značajne pogreške u mjerenju. Na primjer, otpor žice od 0,38 ohma jednak je pogrešci od 1 stupnja, što je previše za precizne industrijske procese poput oblikovanja plastike ili kemijskih reakcija.
3-žilni spoj rješava ovaj problem korištenjem neuravnoteženog premosnog kruga u mjernom instrumentu. Premosni sklop sastoji se od četiri otpornika raspoređena u obliku dijamanta, s napajanjem spojenim na dva suprotna kuta i mjernim instrumentom spojenim na druga dva. U slučaju PT100 3-žičanih veza, otpor senzora (RT) je jedan od krakova mosta, a ostala tri kraka su fiksni otpornici u instrumentu. Tri žice od senzora spojene su na most na način da se pomakne otpor žice.
Evo kako to radi: jedna žica (A) od senzora spojena je na priključak napajanja mosta, dok su druge dvije žice (B i C) spojene na susjedne krakove mosta. Dvije žice B i C imaju isti otpor (r2 i r3) jer su od istog materijala, promjera i duljine. Kada je most uravnotežen, napon na mjernom instrumentu je nula, a instrument izračunava otpor senzora na temelju stanja ravnoteže mosta. Kada se otpor žice promijeni (zbog temperature ili duljine), r2 i r3 se mijenjaju za isti iznos, tako da se njihov učinak na ravnotežu mosta poništava. To znači da instrument mjeri samo otpor senzora, a ne otpor žice.
U praksi, strujni krug mosta nije savršeno uravnotežen na svim temperaturama-zato se naziva neuravnotežen most. Međutim, pogreška koju stvara ova neravnoteža je minimalna, obično manja od 0,1 stupnja, što je prihvatljivo za većinu industrijskih primjena. Ključ je u tome da su pogreške otpora žice potpuno pomaknute, što je glavna prednost 3-žilne metode u odnosu na 2-žičnu metodu.
Postoji nekoliko važnih točaka koje treba razumjeti o strujnom krugu mosta i 3-žičnim vezama. Prvo, tri žice moraju biti identične-ako r2 i r3 nisu jednaki, njihove se promjene neće poništiti, a pogreške otpora žice ostat će. Zbog toga je korištenje neusklađenih žica jedna od najčešćih pogrešaka. Drugo, izvedba premosnog kruga ovisi o kvaliteti instrumenta-instrumenti niske kvalitete mogu imati netočne fiksne otpornike, što dovodi do dodatnih pogrešaka. Treće, premosni krug je osjetljiv na fluktuacije napona, stoga je važno koristiti stabilno napajanje.
Mnogi operateri se pitaju zašto metoda 3-žice ne uklanja sve pogreške. Istina je da premosni krug samo kompenzira pogreške otpora žice - druge pogreške, poput pomaka senzora ili nepreciznosti instrumenta, i dalje postoje. Međutim, otpor žice najveći je izvor pogreške u mjerenjima PT100, pa se njegovim uklanjanjem značajno poboljšava točnost. Na primjer, u tipičnom industrijskom okruženju s žicama od 10 metara, metoda s 2 žice može imati pogreške do 5 stupnjeva, dok metoda s 3 žice to smanjuje na manje od 0,5 stupnjeva.
Drugo često pitanje je kako se premosni krug razlikuje između 3-žičnih i 4-žilnih veza. U 4-žilnim vezama, premosni krug se ne koristi - umjesto njega, senzoru se dovodi konstantna struja, a napon na senzoru se izravno mjeri. Ovo u potpunosti eliminira pogreške otpora žice, ali zahtijeva više žica i složeniji instrument. Metoda s 3 žice koristi jednostavniji premosni krug za postizanje gotovo iste točnosti uz nižu cijenu i složenost.
Ukratko, razumijevanje principa premosnog kruga iza PT100 3-žičanih veza pomaže operaterima da izbjegnu uobičajene pogreške i učinkovitije otklone probleme. Premosni krug kompenzira pogreške otpora žice korištenjem dvije identične žice u susjednim krakovima premošća, osiguravajući da instrument mjeri samo otpor senzora. Korištenjem identičnih žica, provjerom specifikacija premosnog kruga instrumenta i osiguravanjem stabilnog napajanja, operateri mogu maksimalno povećati točnost i pouzdanost PT100 3-žičanih veza. Za složene industrijske sustave, pružatelji profesionalnih rješenja za grijanje mogu ponuditi prilagođene dizajne premosnih krugova i preporuke za instrumente kako bi zadovoljili specifične zahtjeve preciznosti.
