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温度变送器

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温度变送器采用热电偶、热电阻作为测温元件,从测温元件输出信号送到变送器模块,经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后,转换成与温度成线性关系的4~20mA电流信号0-5V/0-10V电压信号,RS485数字信号输出。

 
作用
 
将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。温度变送器是将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表,主要用于工业过程温度参数的测量和控制。电流变送器是将被测主回路交流电流转换成恒流环标准信号,连续输送到接收装置。
 
温度电流变送器是把温度传感器的信号转变为电流信号,连接到二次仪表上,从而显示出对应的温度。比如,图中该温度传感器的型号为PT100,那么温度电流变送器的作用就是把电阻信号转变为电流信号,输入仪表,显示温度。
 
 
性能指标
隔离型温度变送器:
* 执行标准:IEC688:1992,QB
* 输入范围:-60℃~175℃
  * 精度等级:≤0.5%.F.S
  * 整机功耗:≤0.5VA
  * 绝缘电阻:≥20MΩ(DC500V)
  * 响应时间:≤350mS
  * 工作环境:-10℃~50℃,20%~90%无凝露
  * 贮存环境:-40℃~70℃,20%~95%无凝露
* 将被测环境温度隔离转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流;
  * 低功耗、可靠性高;
  * 优良的抗干扰能力;
  * 拔插端子接口、标准导轨(35mm)安装;
  * 体积小、外型尺寸(mm):95(L)×37(W)×32(H);
温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。
带传感器的变送器通常由两部分组成:传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻;信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成(由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的,因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器),有些变送器增加了显示单元,有些还具有现场总线功能。
变送器如果由两个用来测量温差的传感器组成,输出信号与温差之间有一给定的连续函数关系。故称为温度变送器。
变送器输出信号与温度变量之间有一给定的连续函数关系(通常为线性函数),早期生产的变送器其输出信号与温度传感器的电阻值(或电压值)之间呈线性函数关系。
标准化输出信号主要为0mA~10mA和4mA~20mA(或1V~5V)的直流电信号。不排除具有特殊规定的其他标准化输出信号。温度变送器按供电接线方式可分为两线制和四线制,除RWB型温度变送器为三线制外。
变送器有电动单元组合仪表系列的和小型化模块式的,多功能智能型的。前者均不带传感器,后两类变送器可以方便的与热电偶或热电阻组成带传感器的变送器。
 
 
应用领域
石油、化工、化纤;纺织、橡胶、建材;电力、冶金、医药;食品等工业领域现场测温过程控制;特别适用于计算机测控系统,也可与仪表配套使用。
类型
温度范围(℃)
最小量程(℃)
绝对误差
基本误差
K
0~1300
120
±1℃
±0.2%
E
0~1000
80
±1℃
±0.2%
S
0~1600
580
±3℃
±0.2%
B
400~1800
1000
±3℃
±0.2%
R
0~1600
850
±3℃
±0.2%
T
-200~400
120
±1℃
±0.2%
N
0~1200
180
±3℃
±0.2%
W
0~2300
340
±3℃
±0.2%
J
0~1200
100
±3℃
±0.2%
 

 
技术参数
1、热电偶温度变送器技术指标
※输入
输入类型:K、E、S、B、T、J等型热电偶
温度量程范围:(如下图)
输入阻抗:≥20KΩ
冷端温度补偿:-15~+75℃
※输出
输出电流:4~20mA
输出回路供电:12~30VDC
最小工作电压:12VDC
负载电阻与供电电源的关系:
※综合参数
标准精度:±0.2%
温度漂移:基本误差/10℃
热电阻引线补偿:±0.1%(0~10Ω)
负载变化影响:±0.1%(允许负载范围内)
电源变化影响:±0.1%(12~30V)
开机响应时间:<1S(0~90%)
工作环境温度:-20~+70℃
防护等级:IP00/IP54(传感器防护等级决定)
电磁兼容:符合IEC61000,EN61000
2、热电阻温度变送器技术指标
※输入
温度量程范围:Pt100:-200~850℃ Cu50:-50~150℃
最小温度量程:50℃
引线电阻:≤10Ω
※输出
输出电流:4~20mA
输出回路供电:12~30VDC
最小工作电压:12VDC
负载电阻与供电电源的关系:
负载电阻(包括引线电阻)=供电电源(V)-12(V)/0.02A
※综合参数
标准精度:±0.2%(参见选型表)注:需要高精度可订制
温度漂移:基本误差/10℃
热电阻引线补偿:±0.1%(0~10Ω)
负载变化影响:±0.1%(允许负载范围内)
电源变化影响:±0.1%(12~30V)
开机响应时间:<1S(0~90%)
工作环境温度:-20~+70℃
防护等级:IP00/IP54(传感器防护等级决定)
电磁兼容:符合IEC61000,EN61000
 
 
注意事项
温度变送器的供电电源不得有尖峰,否则容易损坏变送器。变送器的校准应在加电5分钟后进行,并且要注意当时环境温度。测高温时(>>100℃)传感器腔与接线盒间应用填充材料隔离,防止接线盒温度过高烧坏变送器。在干扰严重的情况下使用传感器,外壳应牢固接地避免干扰,电源及信号输出应采用Ф10屏蔽电缆传输,压线螺母应旋紧以保证气密性。只有RWB型温度变送器有0~10mA输出,为三线制,在量程值的5%以下,由于三极管的关断特性造成不线性。温度变送器每6个月应校准一次,如果DWB因受电路限制不能进行线性修正,最好按说明选择量程以保证其线性。
数据显示不准的原因
1.线路长,信号衰减;
2.线路阻抗不匹配;
3.信号受干扰,没有屏蔽;
一体化温度变送器
一体化热电阻温度变送器是体积比较小的、可以安装到热电阻的接线盒内的温度变送器。一体化温度变送器一般由测温探头(热电偶或热电阻传感器)和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内,从而形成一体化的变送器。一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。
热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后,再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿,经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4~20mA的恒流信号。
热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后,再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差,最后放大转换为4~20mA电流输出信号。为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故,变送器中还设有断电保护电路。当热电偶断丝或接解不良时,变送器会输出最大值(28mA)以使仪表切断电源。
一体化温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。
一体化温度变送器的输出为统一的4~20mA信号;可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。也可应用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。
 
 
温度变送器常见故障
温度变送器技术已经非常成熟了,在各工厂中非常常见,温度变送器经常和一些仪表配套使用,在配套使用过程中经常有一些小的故障。比较常见的故障及解决方法如下。
  第一,被测介质温度升高或者降低时变送器输出没有变化,这种情况大多是温度变送器密封的问题,可能是由于温度变送器没有密封好或者是在焊接的时候不小心将传感器焊了个小洞,这种情况一般需要更换变送器外壳才能解决。
  第二,输出信号不稳定,这种原因是温度源本事的原因,温度源本事就是一个不稳定的温度,如果是仪表显示不稳定,那就是仪表的抗干扰能力不强的原因。
  第三,变送器输出误差大,这种情况原因就比较多,可能是选用的温度变送器的电阻丝不对导致量程错误,也有可以能是变送器出厂的时候没有标定好。
故障排除
1、因为温度变送器的三阀组漏气或堵塞造成误差出现。
2、温度变送器的零位偏高(或低),造成静、差压值偏大(或小),使计算气量比实际气量偏大(或小)。
3、温度变送器的准确度等级和量程范围选择不正确,或没有按照GB/T18603-2001《天然气计量系统技术要求》要求进行选型导致计量附加误差。
解决误差办法
1、定期对温度变送器进行排污验漏检查。
2、定期对温度变送器进行回零检查,发现有异常或超差情况,应及时进行校准,到期检定。
3、严格按照GB/T18603-2001《天然气计量系统技术要求》要求进行选型、安装。
4、冬季气温下降,特别是油田伴生气含水量增多,易发生冻堵,需增加排污次数,给温度变送器加装保温设备(如加保温箱和伴热带)。
 
 
发展历史
所谓温度变送器,就是将热电阻、热电偶、电阻及毫伏信号,转换成标准两线制4…20mA,并将信号传输给控制室的设备,一般用于工业现场。
传统型温度变送器量程范围需要改变时,一般通过调零和调满2个电位器进行调整,但这2个电位器是造成产品温度漂移大的元凶。随着科技的进步,由于传统的模拟型温度变送器调试的繁琐,综合性能指标较差,已无法满足现场用户的需求,也无法满足工厂备品备件的要求,更无法满足传感器生产厂备货的需求。
因此智能型变送器孕育而生,其中一种是在产品中采用CUP,将信号进行数字化处理,调试时通过PC上安装专用软件,用数据线和调制解调器,来改变温度变送器的量程范围和分度号;另外一种是在智能型产品本身嵌入HART通讯板,通过HART协议手操器来改变温度变送器的温度范围和分度号;还有两种分别是PA协议和FF协议的温度变送器,其原理与HART协议类似。HART、PA、FF通讯协议的应用,更便于产品的编程(不限位置),但会增加产品本身的价格,给业主带来负担。
传统型温度变送器、PC编程温度变送器和HART编程温度变送器,是大部分工厂的选择方式。但是这些方式在现场使用了多年以后,往往听到用户反应调试还是太繁琐,不可能每个工人都配备PC,即使有PC也未必会用,因为各个厂家的调试软件都不统一,且很繁琐;很多工厂也未配备HART手操器,变送器需要调整量程时往往不是很便利。那么有没有一种产品可以改变这样的现状呢?
从走访到构思再到试制,通过近30个月的时间,终于该产品通过了各项指标的考核,尤其是防雷和脉冲串实验非常好;也满足了现场用户及传感器厂商的配套需求;即是智能型的产品,又操作起来简便,它甚至只需要一把螺丝刀,改变拨码器位置就能改变它的量程,将温度变送器做了微创新。


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