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西安中汉自动化仪表有限公司

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温度变送器百科介绍

2012/5/21 21:36:02点击:

   

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电流信号输出。
中文名温度变送器外文名HAKK-WB输出电压0~5V输出电流4-20mA特    点所见即所得特    点调整量程时错误率极低精    度0.5

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。
温度变送器 温度变送器
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
A40温度变送器 A40温度变送器
 * 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。如右图:
温度变送器原理图 温度变送器原理图
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(DDZ-Ⅱ型、DDZ-Ⅲ型和DDZ-S型)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DDZ-III型仪表配套使用.

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
外型图
模块式温度变送器外形结构图
导轨式温度变送器外形结构图

优势分析 

模拟型

● 精度高
● 量程、零点外部连续可调
● 稳定性能好
● 正迁移可达500%、负迁移可达600%
● 二线制
● 阻尼可调、耐过压
● 固体传感器设计
● 无机械可动部件、维修量少
● 重量轻(2.4kg)
● 全系列统一结构、互换性强
● 小型化(166mm总高)
● 接触介质的膜片材料可选
● 单边抗过压强
● 低压浇铸铝合金壳体

智能型

●超级的测量性能,用于压力、差压、液位、流量测量
●数字精度:+(-)0.05%
●模拟精度:+(-)0.75%+(-)0.1%F.S
●全性能:+(-)0.25F.S
●稳定性:0.25% 60个月
●量程比:100:1
●测量速率:0.2S
●小型化(2.4kg)全不锈钢法兰,易于安装
●过程连接与其它产品兼容,实现最佳测量
●世界上唯一采用H合金护套的传感器(专利技术),实现了优良的冷、热稳定性
●采用16位计算机的智能变送器
●标准4-20mA,带有基于HART协议的数字信号,远程操控
●支持向现场总线与基于现场控制的技术的升级。

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;

概述 

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。

一体式 

一体化安装形式,体积紧凑、高性价比,经济实用、输出二线制4~20mA信号,按符合国际IEC标准的最新防爆规程GB3836设计; 防爆标志dⅡCT6,适用于ⅡC级以下,引燃温度T6以上,含爆炸性气体场合的温度测量。适用于 dⅡCT6温度组别区间内的具有爆炸性气体危险的场所内。
产品特点
◇ 安装简单,多种测温范围可选
◇ 气液两用,与316L兼容的任何介质
◇ 多种线性模拟量信号可选
◇ 反应速度快、精确度高
◇ 长期稳定性好、低能耗、体积小
应用范围
◇ 管道与通风系统
◇ 液压与气动系统
◇ 冷却系统与加热系统
◇ 供水与热水系统
◇ 空调系统
◇ 自动化系统温度测量与控制
技术参数

项目名称
参数
标准量程
测量范围(℃):-50~0;-50~50;0~50;0~80;0~100;0~120;0~150;0~200;
安装方式:插入式 插入深度(mm):50mm(典型螺纹以外);可按用户要求定制
探头尺寸(mm):Φ6、Φ8
技术指标
传感器
Pt100或Pt1000
信号输出
4~20mA 0~5VDC 0~10VDC
信号线规格
2wire 3wire 3wire
供电电压
9~30VDC 9~30VDC 15~30VDC
精度
±0.1%FS ±0.3%FS ±0.5%FS
耐压
典型:40bar(Max:300bar)
长期稳定性(1年)
±0.1%FS
响应时间
T=50℃ 2.3s;T=90℃ 5.4s
电气保护
反极性及过载保护,可选浪涌电压保护
环境温度
-40~+85℃
储存温度
-40~+125℃
外壳材料
316不锈钢
触液部分材料
316L不锈钢
防护等级
IP65

测温范围 

温度变送器测量范围 温度变送器测量范围
温度变送器(或DOS中用于温度输入的模拟量输入卡)为什么要进行冷端补偿?
⑴温度变送器安装在现场,冷端的温度随环境的变化而变化。
⑵冷端不进行补偿时,变送器的输出将比实际温度要高,会给运行人员带来错误的判断,所以要进行冷端补偿。
什么叫冷端补偿器?其原理是什么?
热电偶参考端温度补偿器是用来自动补偿热电偶测量值因参考端温度变化而变化的一种装置。它实质上就是能产生一个随参考端温度的变化而变化的直流信号毫伏发生器。把它串接在热电偶测量线路中测温时,就可以使参考端温度得到自动补偿。

概述

智能温度变送器模块专用于高性能HART协议温度变送器。支持 PT50 ,PT100 ,PT500 ,PT1000四种热电阻和 E,J,B,K,N,R,S,T八种热电偶。同时支持测量毫伏信号和电阻信号。隔离电压
变送器表头 变送器表头
DC1000V。

基本特点

1.供电电压:DC10V~32V;
2.输出信号4-20mA叠加HART□协议数字通信(两线制),HART通信不影响4-20mA模拟输出;
3.可通过手操器和PC机组态调试软件远程管理;
4.内部采用Pt100测量环境温度,以用于热电偶冷端补偿;
一体式变送器 一体式变送器
5.冷端补偿精度:0.5℃;
6.阻尼:0-32秒可调;
7.数据刷新率:4次/S;
8.稳定性:±0.2%/年
9.工作温度环境:-40℃~+85℃
(LCD工作温度范围:-20℃~+70℃);
10.外形尺寸:¢44mm;
11.安装孔间距:33mm;
12.抗机械振动:10~60HZ,0.21mm正弦波;
13.抗射频干扰:IEC61000-4-3, 20V/M,80~1000MHZ

量程范围

点击放大 点击放大
输入信号及量程范围
一体化温度变送器工作原理
一体化温度变送器就是将热电偶或热电阻传感器被测温度转换成电信号,再将该信号送入变送器的输入网络,该网络包含调零和热电偶补偿等相关电路。经调零后的信号输入到运算放大器进行信号放大,放大的信号一路经V/I转换器计算处理后以4-20mA直流电流输出;另一路经A/D转换器处理后到表头显示。
变送器的线性化电路有两种,均采用反馈方式。对热电阻传感器,用正反馈方式校正,对热电偶传感器,用多段折线逼近法进行校正。一体化数字显示温度变送器有两种显示方式。LCD显示的温度变送器用两线制方式输出,LED显示的温度变送器用三线制方式输出。

现场安装 

1、安装前,检查配件是否齐全,紧固件有无松动,将天线拧紧。
2、安装时,注意轻拿轻放,切勿敲、摔。将天线拧紧后即可正常工作
3、安装后,加电后,禁止非操作人员打开前盖,如操作人员误操作后,严禁保存,断电后重新开启即可。

安装问题

变送器无输出

①变送器无输出,查看变送器电源是否接反;
把电源极性接正确
②测量变送器的供电电源,是否有24V直流电压;
必须保证供给变送器的电源电压≥12V(即变送器电源输入端电压≥12V)。如果没有电源,则应检查回路是否断线、检测仪表是否选取错误(输入阻抗应≤250Ω);等等。
③如果是一体化带表头的,检查表头是否损坏(可以先将表头的两根线短路,如果短路后正常,则说明是表头损坏);
表头损坏的则需另换表头,
④将电流表串入24V电源回路中,检查电流是否正常;
如果正常则说明变送器正常,此时应检查回路中其他仪表是否正常。

变送器输出精度不合要求

1、变送器电源是否正常
如果小于12VDC,则应检查回路中是否有大的负载,变送器负载的输入阻抗应符合RL≤(变送器供电电压-12V)/(0.02A)Ω
2、是否进行过一体化调试
进行一体化调试
3、热电阻(或热电偶)与外壳绝缘是否达到要求
如绝缘不合要求,则需进行相应的绝缘处理。

远传系统 

1.加热采用远红外不锈钢高速加温(2KW×1)电加热丝。
2.加湿采用外置锅炉蒸汽式加湿器加湿,具有节能降耗功能。
3.具有水位自动补偿、缺水报警系统。
4.黑板温度:金属黑板温度计。
5.辐照度的控制:可通过辐射仪及手动调节功率得到所须辐照度。
6.辐照度:290nm~800nm波长之间的平均辐照度为550W/㎡
7.高温、湿度、光照完全独立系统互不干扰。

应用特点 

1.二线制输出4-20mA,抗干扰能力强;
2.节省补偿导线及安装温度变送器费用;
3.安全可靠,使用寿命长;
4.冷端温度自动补偿,非线性校正电路。
5.将被测环境温度转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流;
  6.低功耗、可靠性高;
  7. 优良的抗干扰能力;
  8.拔插端子接口、标准导轨安装;
  9.体积小;

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。

情况比较 

温度漂移的区别:温度测量仪表除了基本精度外,还有一些影响仪表精度的因素,如工作环境变化引起仪表精度下降,这个影响量称为仪表的温度漂移。这个影响量是仪表的重要指标,温度漂移越小,这个仪表测量精度越高,受环境温度变化影响小。如果温度变送器与测温数显仪有相同的温度漂移指标。但工作时因测温数显仪的内部温升大于温度变送器,所以温度变送器温度漂移对仪表总精度的影响远小于测温数显仪表。
精度方面的区别:温度变送器的精度为0.1%,而数显表的精度通常为0.5%,显然温度变送器的精度要比数显表精度高5倍。
使用寿命的区别:4-20mA二线制温度变送器使用寿命要比测温数显仪表长得多。测温数显仪表的电源部份发热厉害,很容易失效。
价格方面的区别:通常温度变送器的价格要比测温数显仪表的价格高、但测温数显仪表在现场安装必须外加保护箱,而且为了达到防护要求,又要能看清数值,就只能加透明玻璃,这样也要增加不少成本,还有数显表不是二线制仪表,需要独立的220V供电,那么就得从遥远的控制室拉一根电源线过来,还要安装空气开关等安全措施元件,总体算下来成本没低反而增加了不少
用电成本的区别:温度变送器用电费用是测温数显仪表的十分之一不到,每台每年估计要比测温数显仪表省电40度左右。
安装使用维修的区别:温度变送器接线端子比测温数显仪表少,安装和维修方便,因此,这方面的开支也省。
综述:从上述区别来看,工业现场采用室内用的测温数显仪表是不合适的,它的很多指标不符合现场使用要求,唯一价格“便宜”,但是,如果全面分析的活,它的价格性能比是很差的,今后消耗的电费,维修成本开支会很大。

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,是目前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,我们通过近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,我们将温度变送器做了微创新。