一、概述

 

　　自動化儀表中溫度變送單元儀表就是用來測量溫度的儀表。它可將測溫元件的信號轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標準信號，用于指示、調(diào)節(jié)和控制。根據(jù)測溫元件、輸入方式和安裝場所的不同又可分為熱電偶溫度、毫伏、溫差變送器與熱電阻溫度、毫伏、溫差變送器，以及直流毫伏轉(zhuǎn)換器，控制室安裝的架裝式儀表與現(xiàn)場安裝的一體化儀表;四線制與二線制、三線制儀表等等。

 

　　二、DDZ-Ⅲ系列溫度變送單元

 

　　目前，市場廣泛應(yīng)用的DDZ-Ⅲ系列溫度變送單元儀表品種齊全，四川儀表九廠生產(chǎn)的品種規(guī)格見表1。

 

 

 

　　就儀表性能來講，溫度變送單元儀表有以下特點:

 

 

 

　　1.儀表的主放大器采用進口的低噪聲、低溫漂、高阻抗、高增益的第四代運算放大器，因而儀表主要性能，如精度、線性和穩(wěn)定性、可靠性等指標都有了較大提高。

 

　　2.采用新型的非線性校正電路，使儀表的線性度和可靠性大大提高。

 

　　3.采用標準銅電阻進行冷端補償，提高了補償精度和可靠性。

 

　　4.采用計算機輔助計算和管理，使儀表品種規(guī)格系列化，可由用戶任選，滿足了用戶的特殊需要。

 

　　三、DDZ-S系列溫度變送單元

 

　　在總結(jié)DDZ-Ⅰ型，Ⅱ型、Ⅲ型儀表發(fā)展經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，吸取了國外同類儀表的先進技術(shù)，采用模擬技術(shù)與數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)新一代DDZ-S系列儀表。S系列儀表相比Ⅲ系列儀表具有一定的先進性，首先儀表的精度提高了1~1.5倍。溫度變送器基本誤差從±0.5%提高到±0.2%，配電器的基本誤差從±0.2%提高到±0.1%，其它指標也相應(yīng)提高。(祥見表2)其次，儀表更為系列化，規(guī)格更為齊全(祥見表3)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　四、幾個問題的探討

 

　　1.熱電偶溫度變送器的冷端補償

 

　　熱電偶的溫度一熱電勢(毫伏)關(guān)系曲線是在自由端為℃時分度的，但在實際應(yīng)用時，由于熱電偶的冷端露在空間，受到介質(zhì)溫度的影響，所以它的溫度不會保持在℃不變。引起測量誤差。因而，在熱電偶溫度變送器中，必須對由于熱電偶冷端溫度變化引起的誤差進行補償。下面分析一下補償方法以及補償誤差的測試問題。

 

　　1)補償方法

 

　　在熱電偶溫度變送器中，一般使用銅電阻補償。因為銅電阻的電阻值隨溫度改變而改變，如果讓它通過一恒定電流，即可產(chǎn)生一可變的電壓，用此電壓來抵消由于熱電偶冷端溫度改變而引起的熱電勢的改變?？捎孟率絹肀硎?

 

 

 

　　因為對不同的測溫元件△E不同，但當測溫元件選定后，△E對某一最高使用環(huán)境溫度T則是一個定值。參數(shù)a也是常數(shù)。

 

　　由以上分析可以知道，①式中I與RCuo兩個變量中，任意假定一個，另一個則隨之而定。如果選定I則:

 

 

 

　　我們選用后者，因為前者銅電阻要自己制作，制作工藝復(fù)雜，品種多，要求多。相反采用標準銅電阻，改變供電電流，則方便得多。而且銅電阻由電阻制造廠提供，質(zhì)量可以得到保證。

 

 

 

　　2)熱電偶溫度變送器冷端補償誤差的測試。

 

　　對熱電偶溫度變送器冷端補償誤差的測試有幾種方法:

 

　　其一，是先測不接冷端補償時基本誤差，再將補償電阻接入，業(yè)將熱電偶冷端置于冰槽中，恒溫30分鐘后，再測基本誤差，實測兩次對同一輸入信號的輸出值之最大差值。

 

　　其二，只測熱電偶冷端補償元件補償誤差，在使用標準銅電阻實際可免做。

 

　　我們認為對熱電偶冷端補償誤差測試的第一種方法太麻煩，而且引起測試誤差的因素很多，如補償導(dǎo)線誤差，冷端溫度等。而且設(shè)備要求高，工藝復(fù)雜，工時費，現(xiàn)在已不采用。而第二種測試方法，只測熱電偶冷端補償元件的誤差，似乎業(yè)不能真實代表溫度變送器的冷端補償誤差。我們采用的測試方法是:

 

　　第一步:不接冷端補償元件時，測變送器的輸入Ei與輸出電壓U0的特性。

 

　　第二步:讀取室溫t℃，再從相應(yīng)測溫元件分度表中查得相應(yīng)的勢電值Et。

 

　　第三步:接入冷端補償元件時，測其輸入(Ei-Et)與輸出電壓U0′的特性。

 

　　兩次測試結(jié)果對同一溫度時，輸出電壓值之最大差值為儀表的冷端補償誤差。這種測試方法，可真正測得溫度變送器的冷端補償誤差。更接近實際使用情況。

 

　　2.二線制溫度變送器

 

　　一般的溫度變送器除輸入信號線外(例如熱電偶兩根輸入線，熱電阻三根輸入線)。還有兩根供電電源線和兩根信號輸出線。所以常稱為四線制儀表。而兩線制儀表供電電源與輸出信號共用二根線。此時電源線中電流在變送器零點時為4mA，而在變送器為滿量程時為20mA。而且電源線中電流大小與變送器輸入信號呈線性關(guān)系。見圖1。

 

 

 

 

 

　　二線制變送器從結(jié)構(gòu)大小和安裝方式可分為罐式二線制變送器和一體化二線制變送器。罐式二線制變送器，一般體積較大，可安裝在現(xiàn)場管道上或安裝在安裝架上。二線制溫度變送器由于可安裝在現(xiàn)場，所以可節(jié)約價格昂貴的補償導(dǎo)線，而且在現(xiàn)場實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換功能，使傳輸信號為4-20mA的強信號，因而抗干擾能力增強，可以遠距離傳輸。其中特別值得提出的是一體化兩線制變送器。

 

　　1)獨特的優(yōu)點

 

　　體積小，外型與測溫熱電偶、熱電阻接線盒中接線板尺寸相仿，用優(yōu)質(zhì)環(huán)氧樹脂罐封成型，可直接裝入接線盒內(nèi)，與測溫熱電偶，熱電阻融為一體，直接安裝在測試現(xiàn)場，安裝方便，節(jié)約費用。見圖2。

 

 

 

　　由于兩線制變送器靜態(tài)功耗微弱，采用進口元件，業(yè)做成模塊結(jié)構(gòu)，使用環(huán)境溫度范圍寬(-40℃~+100℃)?？拐鹦院茫透g，大大提高了可靠性。

 

　　因為體積小，功耗微弱，因而它可作為功能模塊裝入溫度測量和控制設(shè)備中，作為測溫信號到4~20mA標準信號的變換。亦可用來作為直流毫伏信號到標準信號的變換。以及與計算機組成巡檢系統(tǒng)，均十分方便。

 

　　2)主要技術(shù)指標

 

 

 

 

 

　　3)接線圖:

 

　　一體化二線制溫度變送器接線圖見圖3

 

 

 

　　4)應(yīng)用

 

　　按照使用現(xiàn)場的不同要求，一體化二線制變送器配制方式可有以下幾種形式，見圖4。

 

 

 

　　當采用非隔離式時，直流供電電源可并聯(lián)供電，見圖5。供電電壓大小由負載大小來決定，其關(guān)系見圖6。

 

 

 

 

 

 

 

　　當采用隔離形式，使用配電器或安全柵供電時，接線見圖7。

 

 

 

　　一體化二線制變送器輸出信號亦可用電流表或數(shù)顯表直接指示，見圖8。還可以與計算機組成巡回檢測系統(tǒng)見圖9。