溫度變送器是過(guò)程控制儀表中很重要的組成部分，不僅直接用于溫度測(cè)量和控制，而且在一些相關(guān)參數(shù)的測(cè)量和控制系統(tǒng)中，也經(jīng)常作為校正參數(shù)，實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量及控制。

一般所稱的溫度變送器并不包含溫度傳感器(一次儀表)，它的功能僅僅是將溫度傳感器送來(lái)的微小電信號(hào)(電壓、電流、電阻)放大，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)(0～10mA，4～20mA或0～10V，1～5V等)輸出。經(jīng)放大并標(biāo)準(zhǔn)化后的信號(hào)有利于遠(yuǎn)距離傳輸及后續(xù)儀表作的數(shù)據(jù)處理。目前國(guó)內(nèi)流行一種叫做一體化溫度變送器(也稱整體式溫度變送器)，這類變送器則包含一次儀表(如工業(yè)熱電偶，工業(yè)鉑電阻)，在結(jié)構(gòu)上，是將電子線路和一次儀表合裝在一起，為現(xiàn)場(chǎng)安裝，使用提供了更方便的條件。輸出信號(hào)一般均為兩線制4～20mA電流信號(hào)。溫度變送器的輸入信號(hào)從本質(zhì)上說(shuō)，是微弱的電壓、電流、電阻的變化，因此，它實(shí)際上可以與輸出是電壓、電流或電阻變化的傳感器配合，組成能測(cè)量各種非電量參數(shù)的變送器，如壓力、差壓、位移、角度等。由于溫度變送器是電量輸入，而且輸入信號(hào)小，(電壓信號(hào)一般為毫伏級(jí)，電流信號(hào)為微安級(jí)電阻信號(hào)為歐姆級(jí))，轉(zhuǎn)換精度高，輸入、輸出信號(hào)傳輸距離都可能很遠(yuǎn)，輸入、輸出信號(hào)一般要求進(jìn)行非線性校正，因此，與其他變送器相比它有較為嚴(yán)格的要求。

溫度變送的通用技術(shù)要求

溫度變送器的品種、門類較多，但最基本的技術(shù)要求是保證其正常工作的前提。

1.與精確度有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)與精確度有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)一般應(yīng)包括基本誤差限(即允許最大的基本誤差)，端基一致性誤差，回差，重復(fù)性誤差四項(xiàng)。

基本誤差限

儀表在規(guī)定的參比工作條件下確定的最大測(cè)量誤差。

端基一致性誤差

給定曲線與實(shí)際特性曲線(上行程和下行程讀數(shù)的平均值)在上、下限值上重合時(shí)，實(shí)際特性曲線與給定曲線的最大偏差。

回差

同一輸入信號(hào)值所對(duì)應(yīng)的上行程平均誤差和下行程平均誤差之間的差值。

重復(fù)性

在同一工作條件下全行程移動(dòng)時(shí)，在同一行程方向連續(xù)多次施加同一輸入信號(hào)所對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的一致程度。

2.與影響量有關(guān)的技術(shù)要求

儀表精確度的各項(xiàng)指標(biāo)均是在一種接近理想的工作條件下測(cè)得的，而實(shí)際工作條件卻是偏離理想工況的，因此對(duì)工作條件變化的適應(yīng)性，是衡量?jī)x表性能的一個(gè)十分重要的指標(biāo)。所謂影響量，就是指工作條件發(fā)生變化的各類因素。這些變化因素對(duì)溫度變送器輸出值的影響程度。一臺(tái)較好的變送器對(duì)這些因素帶來(lái)的影響應(yīng)該有很強(qiáng)的抵抗能力，才能獲得較好的使用效果。

動(dòng)力條件的變化影響

動(dòng)力條件是指溫度變送器的供電電源。通常有220VAC和24V.DC兩類。

電源電壓及頻率波動(dòng)的影響

對(duì)220V.AC供電的溫度變送器，電壓及頻率在廠家規(guī)定的范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，一般輸出量的變化不應(yīng)該超過(guò)儀表的基本誤差限。對(duì)24V.DC工作的儀表也有同樣的規(guī)定。

電源反向保護(hù)

對(duì)直流供電的儀表，需要具有電源反向保護(hù)功能，即使在電源極性接反的時(shí)候，也不致使儀表遭到損壞，且在電源恢復(fù)正常后，儀表性能仍然不變。

輸出負(fù)載變化的影響

儀表輸出負(fù)載應(yīng)能在廠家規(guī)定的范圍內(nèi)變化，對(duì)輸出的影響不應(yīng)超過(guò)儀表基本誤差限的一半，或按廠家的規(guī)定。

干擾的影響

儀表工作現(xiàn)場(chǎng)存在各類干擾，對(duì)這些干擾應(yīng)具備有一定的抵抗能力，這些干擾主要有共模干擾、串模干擾、射頻干擾、靜電干擾、外磁場(chǎng)干擾?？垢蓴_的指標(biāo)，試驗(yàn)方法、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)廠家都有詳細(xì)的規(guī)定，用戶很難對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，但用戶可根據(jù)自己使用現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，在訂貨時(shí)，向廠家強(qiáng)調(diào)保證的某項(xiàng)要求。

接地影響

溫度變送器在使用時(shí)，無(wú)論是輸入信號(hào)還是輸出信號(hào)都有可能與大地相通或同時(shí)有接大地的要求。因此，首先應(yīng)當(dāng)允許輸入或輸出，或輸入、輸出同時(shí)接地。有時(shí)這種情況會(huì)給變送器輸出信號(hào)帶來(lái)影響，品質(zhì)好的溫度變送器，這種影響會(huì)被控制在量程的0.1%～0.2%范圍內(nèi)。需要注意的是:對(duì)輸入與輸出不隔離的產(chǎn)品，輸入、輸出則不可同時(shí)接地使用。

環(huán)境溫度影響

環(huán)境溫度變化對(duì)儀表輸出的影響，也叫做溫度漂移(溫漂)，這是溫度變送器一項(xiàng)很重要的指標(biāo)。通常是在廠家規(guī)定的使用溫度范圍內(nèi)，環(huán)境溫度每變化10℃時(shí)，輸出變化占量程的百分比來(lái)規(guī)定，一般不超過(guò)該表基本誤差的二分之一，有時(shí)則視生產(chǎn)廠家的使用說(shuō)明而定。

源阻抗的影響

源阻抗是指信號(hào)源的內(nèi)阻。對(duì)熱電偶或毫伏信號(hào)輸入的變送器，主要表現(xiàn)為熱電偶延長(zhǎng)線的電阻影響，由于傳輸距離遠(yuǎn)，延長(zhǎng)線電阻率高，則延長(zhǎng)線的電阻較大，這會(huì)給變送器輸出帶來(lái)影響。其具體規(guī)定視廠家說(shuō)明而定。用戶在使用時(shí)，注意熱電偶延長(zhǎng)線的阻值不超過(guò)廠家規(guī)定即可。對(duì)熱電阻輸入的變送器，線路電阻的變化會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)量誤差，一般廠家都會(huì)規(guī)定線路電阻的大小，甚至配有調(diào)整的電阻。一臺(tái)品質(zhì)好的熱電阻溫度變送器，應(yīng)該是只要熱電阻采用三線或四線制，且每條引線電阻相等而又不超過(guò)廠家規(guī)定的最大電阻值即可。值得用戶注意的是需要按廠家的要求嚴(yán)格采用三線或四線制接線方式，且不宜采用從一次元件端子只引出兩根線的兩線制接線方式

穩(wěn)定性要求

始動(dòng)漂移

始動(dòng)漂移是指變送器在通電后較短的一段時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的輸出變化。具體的試驗(yàn)方法是:試驗(yàn)前，變送器在試驗(yàn)環(huán)境條件下放置24小時(shí)，不接通電源。變送器接通電源并施加量程的10%輸入信號(hào)，且各在5分鐘，1小時(shí)、4小時(shí)后記下輸出信號(hào)值，然后斷開輸入信號(hào)及電源，在試驗(yàn)環(huán)境·61·1997年第2期　工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置條件下放置24小時(shí)后，再送入量程的90%輸入信號(hào)重復(fù)上述試驗(yàn)。將5分鐘、1小時(shí)后測(cè)得的輸出值與4小時(shí)后測(cè)得的輸出值比較，最大差值即為始動(dòng)漂移值。

長(zhǎng)期漂移

變送器在參比大氣條件下放置24小時(shí)，然后送入量程90%恒定輸入信號(hào)運(yùn)行30天。測(cè)試變送器的下限值和量程。試驗(yàn)期間每天觀察和記錄輸出值，試驗(yàn)結(jié)束后緊接著測(cè)試變送器的下限值和量程。下限值和量程在試驗(yàn)前后的變化即為長(zhǎng)期漂移。

對(duì)變送器機(jī)械性能的要求

對(duì)變送器機(jī)械性能的要求主要指變送器抗運(yùn)輸顛震的性能，抗沖擊振動(dòng)的性能。

他性能要求

輸出交流分量

變送器輸出交流分量的有效值應(yīng)不大于1. 0%。

絕緣電阻及絕緣強(qiáng)度

變送器各端子對(duì)外殼的絕緣電阻應(yīng)不低于50MΩ，并能承受最少500V、50Hz的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。

對(duì)輸入、輸出隔離的儀表，輸入、輸出端子之間的絕緣電阻也不應(yīng)低于50MΩ，且應(yīng)能承受同樣的絕緣強(qiáng)度的試驗(yàn)。

輸入端開路和短路影響

儀表使用過(guò)程可能會(huì)出現(xiàn)輸入端開路或短路現(xiàn)象 ，一臺(tái)功能完善的變送器 ，不僅應(yīng)有輸入端開路或短路的報(bào)警功能 ，而且在輸入恢復(fù)正常后 ，儀表的精度應(yīng)不受影響。以上僅例舉溫度變送器通用技術(shù)要求中最主要的部分 ，未包含對(duì)動(dòng)態(tài)特性的要求 ，詳細(xì)的要求請(qǐng)參看有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)廠家的有關(guān)文件。

參考文獻(xiàn)

[1]選自工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，1997年第2期，第四講 溫度變送器及其應(yīng)用.楊興易，西安儀表廠