[導讀] 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換成統(tǒng)一的標準信號，用于指示、調節(jié)和控制。
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換成統(tǒng)一的標準信號，用于指示、調節(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DDZ-Ⅰ型，Ⅱ型、Ⅲ型儀表發(fā)展經驗的基礎上，吸取了國外同類儀表的先進技術，采用模擬技術與數(shù)字技術相結合，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)關系曲線是在自由端為℃時分度的，但在實際應用時，由于熱電偶的冷端露在空間，受到介質溫度的影響，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，如補償導線誤差，冷端溫度等。而且設備要求高，工藝復雜，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℃，再從相應測溫元件分度表中查得相應的勢電值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系。見圖1。
二線制變送器從結構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線，而且在現(xiàn)場實現(xiàn)信號的轉換功能，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)質環(huán)氧樹脂罐封成型，可直接裝入接線盒內，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)做成模塊結構，使用環(huán)境溫度范圍寬(-40℃~+100℃)?？拐鹦院?，耐腐蝕，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。