温度變送器

將物理測量信號或普通電信號轉換為標準電信號輸出或能夠以通訊協議方式輸出的設備。温度變送器是將温度變量轉換為可傳送的標準化輸出信號的儀表，主要用於工業過程温度參數的測量和控制。電流變送器是將被測主迴路交流電流轉換成恆流環標準信號，連續輸送到接收裝置。

温度電流變送器是把温度傳感器的信號轉變為電流信號，連接到二次儀表上，從而顯示出對應的温度。比如，圖中該温度傳感器的型號為PT100，那麼温度電流變送器的作用就是把電阻信號轉變為電流信號，輸入儀表，顯示温度。

隔離型温度變送器:

* 執行標準：IEC688：1992，QB

* 輸入範圍：-60℃~175℃

* 精度等級：≤0.5%.F.S

* 整機功耗：≤0.5VA

* 絕緣電阻：≥20MΩ(DC500V)

* 響應時間：≤350mS

* 工作環境：-10℃~50℃，20%~90%無凝露

* 貯存環境：-40℃~70℃，20%~95%無凝露

* 將被測環境温度隔離轉換成按線性比例輸出的單路標準直流電壓或直流電流；

* 低功耗、可靠性高；

* 優良的抗干擾能力；

* 拔插端子接口、標準導軌（35mm）安裝；

* 體積小、外型尺寸(mm)：95(L)×37(W)×32(H)；

温度變送器是一種將温度變量轉換為可傳送的標準化輸出信號的儀表。主要用於工業過程温度參數的測量和控制。

帶傳感器的變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號轉換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻；信號轉換器主要由測量單元、信號處理和轉換單元組成（由於工業用熱電阻和熱電偶分度表是標準化的，因此信號轉換器作為獨立產品時也稱為變送器），有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現場總線功能。如右圖1：

變送器如果由兩個用來測量温差的傳感器組成，輸出信號與温差之間有一給定的連續函數關係。故稱為温度變送器。

變送器輸出信號與温度變量之間有一給定的連續函數關係（通常為線性函數），早期生產的變送器其輸出信號與温度傳感器的電阻值（或電壓值）之間呈線性函數關係。

標準化輸出信號主要為0mA~10mA和4mA~20mA（或1V~5V）的直流電信號。不排除具有特殊規定的其他標準化輸出信號。温度變送器按供電接線方式可分為兩線制和四線制，除RWB型温度變送器為三線制外。

變送器有電動單元組合儀表系列的和小型化模塊式的，多功能智能型的。前者均不帶傳感器，後兩類變送器可以方便的與熱電偶或熱電阻組成帶傳感器的變送器。

石油、化工、化纖;紡織、橡膠、建材;電力、冶金、醫藥;食品等工業領域現場測温過程控制；特別適用於計算機測控系統,也可與儀表配套使用.

1、熱電偶温度變送器技術指標

※輸入

輸入類型：K、E、S、B、T、J等型熱電偶

温度量程範圍：（如下圖）

輸入阻抗：≥20KΩ

冷端温度補償：-15～+75℃

※輸出

輸出電流：4～20mA

輸出迴路供電：12～30VDC

最小工作電壓：12VDC

負載電阻與供電電源的關係：

※綜合參數

標準精度：±0.2%

温度漂移：基本誤差/10℃

熱電阻引線補償：±0.1%（0～10Ω）

負載變化影響：±0.1%（允許負載範圍內）

電源變化影響：±0.1%（12～30V）

開機響應時間：<1S（0～90%）

工作環境温度：-20～+70℃

防護等級：IP00/IP54（傳感器防護等級決定）

電磁兼容：符合IEC61000,EN61000

2、熱電阻温度變送器技術指標

※輸入

温度量程範圍：Pt100：-200～850℃ Cu50：-50～150℃

最小温度量程：50℃

引線電阻：≤10Ω

※輸出

輸出電流：4～20mA

輸出迴路供電：12～30VDC

最小工作電壓：12VDC

負載電阻與供電電源的關係：

負載電阻（包括引線電阻）=供電電源（V）-12（V）/0.02A

※綜合參數

標準精度：±0.2%（參見選型表）注：需要高精度可訂製

温度漂移：基本誤差/10℃

熱電阻引線補償：±0.1%（0～10Ω）

負載變化影響：±0.1%（允許負載範圍內）

電源變化影響：±0.1%（12～30V）

開機響應時間：<1S（0～90%）

工作環境温度：-20～+70℃

防護等級：IP00/IP54（傳感器防護等級決定）

電磁兼容：符合IEC61000,EN61000

模塊式温度變送器外形結構圖

導軌式温度變送器外形結構圖

● 精度高

● 量程、零點外部連續可調

● 穩定性能好

● 正遷移可達500%、負遷移可達600%

● 二線制、三線制、四線制

● 阻尼可調、耐過壓

● 固體傳感器設計

● 無機械可動部件、維修量少

● 重量輕（2.4kg）

● 全系列統一結構、互換性強

● 小型化（166mm總高）

● 接觸介質的膜片材料可選

● 單邊抗過壓強

● 低壓澆鑄鋁合金殼體

●超級的測量性能，用於壓力、差壓、液位、流量測量

●數字精度：+（-）0.05%

●模擬精度：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S

●全性能：+（-）0.25F.S

●穩定性：0.25% 60個月

●量程比：100：1

●測量速率：0.2S

●小型化（2.4kg）全不鏽鋼法蘭，易於安裝（見圖右）

●過程連接與其它產品兼容，實現最佳測量

●採用H合金護套的傳感器（專利技術），實現了優良的冷、熱穩定性

●採用16位計算機的智能變送器

●標準4-20mA，帶有基於HART協議的數字信號，遠程操控

●支持向現場總線與基於現場控制的技術的升級。

温度變送器的供電電源不得有尖峯，否則容易損壞變送器。變送器的校準應在加電5分鐘後進行，並且要注意當時環境温度。測高温時(>>100℃)傳感器腔與接線盒間應用填充材料隔離，防止接線盒温度過高燒壞變送器。在干擾嚴重的情況下使用傳感器，外殼應牢固接地避免干擾，電源及信號輸出應採用Ф10屏蔽電纜傳輸，壓線螺母應旋緊以保證氣密性。只有RWB型温度變送器有0~10mA輸出，為三線制，在量程值的5%以下,由於三極管的關斷特性造成不線性。温度變送器每6個月應校準一次，如果DWB因受電路限制不能進行線性修正，最好按説明選擇量程以保證其線性。

數據顯示不準的原因

1.線路長，信號衰減；

2.線路阻抗不匹配；

3.信號受干擾，沒有屏蔽；

一體化熱電阻温度變送器是體積比較小的、可以安裝到熱電阻的接線盒內的温度變送器。一體化温度變送器一般由測温探頭（熱電偶或熱電阻傳感器）和兩線制固體電子單元組成。採用固體模塊形式將測温探頭直接安裝在接線盒內，從而形成一體化的變送器。一體化温度變送器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。

熱電阻温度變送器是由基準單元、R/V轉換單元、線性電路、反接保護、限流保護、V/I轉換單元等組成。測温熱電阻信號轉換放大後，再由線性電路對温度與電阻的非線性關係進行補償，經V/I轉換電路後輸出一個與被測温度成線性關係的4～20mA的恆流信號。

熱電偶温度變送器一般由基準源、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉換、斷偶處理、反接保護、限流保護等電路單元組成。它是將熱電偶產生的熱電勢經冷端補償放大後，再帽由線性電路消除熱電勢與温度的非線性誤差，最後放大轉換為4～20mA電流輸出信號。為防止熱電偶測量中由於電偶斷絲而使控温失效造成事故，變送器中還設有斷電保護電路。當熱電偶斷絲或接解不良時，變送器會輸出最大值（28mA）以使儀表切斷電源。

一體化温度變送器具有結構簡單、節省引線、輸出信號大、抗干擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工作可靠等優點。

一體化温度變送器的輸出為統一的4～20mA信號；可與微機系統或其它常規儀表匹配使用。也可應用户要求做成防爆型或防火型測量儀表。

一體化安裝形式，體積緊湊、高性價比，經濟實用、輸出二線制4～20mA信號,按符合國際IEC標準的最新防爆規程GB3836設計; 防爆標誌dⅡCT6,適用於ⅡC級以下,引燃温度T6以上,含爆炸性氣體場合的温度測量。適用於　dⅡCT6温度組別區間內的具有爆炸性氣體危險的場所內。

◇ 安裝簡單，多種測温範圍可選

◇ 氣液兩用，與316L兼容的任何介質

◇ 多種線性模擬量信號可選

◇ 反應速度快、精確度高

◇ 長期穩定性好、低能耗、體積小

◇ 管道與通風系統

◇ 液壓與氣動系統

◇ 冷卻系統與加熱系統

◇ 供水與熱水系統

◇ 空調系統

◇ 自動化系統温度測量與控制

温度變送器（或DCS中用於温度輸入的模擬量輸入卡）為什麼要進行冷端補償？

⑴温度變送器安裝在現場，冷端的温度隨環境的變化而變化。

⑵冷端不進行補償時，變送器的輸出將比實際温度要高，會給運行人員帶來錯誤的判斷，所以要進行冷端補償。

熱電偶參考端温度補償器是用來自動補償熱電偶測量值因參考端温度變化而變化的一種裝置。它實質上就是能產生一個隨參考端温度的變化而變化的直流信號毫伏發生器。把它串接在熱電偶測量線路中測温時，就可以使參考端温度得到自動補償。

智能温度變送器模塊專用於高性能HART協議温度變送器。支持 PT50 ，PT100 ，PT500 ，PT1000四種熱電阻和 E，J，B，K，N，R，S，T八種熱電偶。同時支持測量毫伏信號和電阻信號。隔離電壓DC1000V。

1.供電電壓：DC10V～32V；

2.輸出信號4-20mA疊加HART□協議數字通信（兩線制），HART通信不影響4-20mA模擬輸出；

3.可通過手操器和PC機組態調試軟件遠程管理；

4.內部採用Pt100測量環境温度，以用於熱電偶冷端補償；5.冷端補償精度：0.5℃；

6.阻尼：0-32秒可調；

7.數據刷新率：4次/S；

8.穩定性：±0.2%/年

9.工作温度環境：-40℃~+85℃

(LCD工作温度範圍：-20℃~+70℃)；

10.外形尺寸：￠44mm；

11.安裝孔間距：33mm；

12.抗機械振動：10～60HZ，0.21mm正弦波；

13.抗射頻干擾：IEC61000-4-3, 20V/M，80～1000MHZ

輸入信號及量程範圍

一體化温度變送器工作原理

一體化温度變送器就是將熱電偶或熱電阻傳感器被測温度轉換成電信號，再將該信號送入變送器的輸入網絡，該網絡包含調零和熱電偶補償等相關電路。經調零後的信號輸入到運算放大器進行信號放大，放大的信號一路經V/I轉換器計算處理後以4-20mA直流電流輸出;另一路經A/D轉換器處理後到表頭顯示。

變送器的線性化電路有兩種，均採用反饋方式。對熱電阻傳感器，用正反饋方式校正，對熱電偶傳感器，用多段折線逼近法進行校正。一體化數字顯示温度變送器有兩種顯示方式。LCD顯示的温度變送器用兩線制方式輸出，LED顯示的温度變送器用三線制方式輸出。

1、安裝前，檢查配件是否齊全，緊固件有無鬆動,將天線擰緊。

2、安裝時，注意輕拿輕放，切勿敲、摔。將天線擰緊後即可正常工作

3、安裝後，加電後，禁止非操作人員打開前蓋，如操作人員誤操作後，嚴禁保存，斷電後重新開啓即可。

①變送器無輸出，查看變送器電源是否接反；

把電源極性接正確

②測量變送器的供電電源，是否有24V直流電壓；

必須保證供給變送器的電源電壓≥12V(即變送器電源輸入端電壓≥12V)。如果沒有電源，則應檢查迴路是否斷線、檢測儀表是否選取錯誤（輸入阻抗應≤250Ω）；等等。

③如果是一體化帶表頭的，檢查表頭是否損壞（可以先將表頭的兩根線短路，如果短路後正常，則説明是表頭損壞）；

表頭損壞的則需另換表頭，

④將電流表串入24V電源迴路中，檢查電流是否正常；

如果正常則説明變送器正常，此時應檢查迴路中其他儀表是否正常。

1、變送器電源是否正常

如果小於12VDC，則應檢查迴路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應符合RL≤(變送器供電電壓-12V)/(0.02A)Ω

2、是否進行過一體化調試

進行一體化調試

3、熱電阻（或熱電偶）與外殼絕緣是否達到要求

如絕緣不合要求，則需進行相應的絕緣處理。

1.加熱採用遠紅外不鏽鋼高速加温(2KW×1)電加熱絲。

2.加濕採用外置鍋爐蒸汽式加濕器加濕，具有節能降耗功能。

3.具有水位自動補償、缺水報警系統。

4.黑板温度：金屬黑板温度計。

5.輻照度的控制：可通過輻射儀及手動調節功率得到所須輻照度。

6.輻照度：290nm～800nm波長之間的平均輻照度為550W/㎡

7.高温、濕度、光照完全獨立系統互不干擾。

1.二線制輸出4-20mA，抗干擾能力強;

2.節省補償導線及安裝温度變送器費用;

3.安全可靠，使用壽命長;

4.冷端温度自動補償，非線性校正電路。

5.將被測環境温度轉換成按線性比例輸出的單路標準直流電壓或直流電流；

6.低功耗、可靠性高；

7. 優良的抗干擾能力；

8.拔插端子接口、標準導軌安裝；

9.體積小；

温度變送器技術已經非常成熟了，在各工廠中非常常見，温度變送器經常和一些儀表配套使用，在配套使用過程中經常有一些小的故障。比較常見的故障及解決方法如下。

第一，被測介質温度升高或者降低時變送器輸出沒有變化，這種情況大多是温度變送器密封的問題，可能是由於温度變送器沒有密封好或者是在焊接的時候不小心將傳感器焊了個小洞，這種情況一般需要更換變送器外殼才能解決。

第二，輸出信號不穩定，這種原因是温度源本事的原因，温度源本事就是一個不穩定的温度，如果是儀表顯示不穩定，那就是儀表的抗干擾能力不強的原因。

第三，變送器輸出誤差大，這種情況原因就比較多，可能是選用的温度變送器的電阻絲不對導致量程錯誤，也有可以能是變送器出廠的時候沒有標定好。

1、因為温度變送器的三閥組漏氣或堵塞造成誤差出現。

2、温度變送器的零位偏高（或低），造成靜、差壓值偏大（或小），使計算氣量比實際氣量偏大（或小）。

3、温度變送器的準確度等級和量程範圍選擇不正確，或沒有按照GB/T18603-2001《天然氣計量系統技術要求》要求進行選型導致計量附加誤差。

1、定期對温度變送器進行排污驗漏檢查。

2、定期對温度變送器進行回零檢查，發現有異常或超差情況，應及時進行校準，到期檢定。

3、嚴格按照GB/T18603-2001《天然氣計量系統技術要求》要求進行選型、安裝。

4、冬季氣温下降，特別是油田伴生氣含水量增多，易發生凍堵，需增加排污次數，給温度變送器加裝保温設備（如加保温箱和伴熱帶）。

温度漂移的區別：温度測量儀表除了基本精度外，還有一些影響儀表精度的因素，如工作環境變化引起儀表精度下降，這個影響量稱為儀表的温度漂移。這個影響量是儀表的重要指標，温度漂移越小，這個儀表測量精度越高，受環境温度變化影響小。如果温度變送器與測温數顯儀有相同的温度漂移指標。但工作時因測温數顯儀的內部温升大於温度變送器，所以温度變送器温度漂移對儀表總精度的影響遠小於測温數顯儀表。

精度方面的區別：温度變送器的精度為0.1%，而數顯表的精度通常為0.5%，顯然温度變送器的精度要比數顯表精度高5倍。

使用壽命的區別：4-20mA二線制温度變送器使用壽命要比測温數顯儀表長得多。測温數顯儀表的電源部份發熱厲害，很容易失效。

價格方面的區別：通常温度變送器的價格要比測温數顯儀表的價格高、但測温數顯儀表在現場安裝必須外加保護箱，而且為了達到防護要求，又要能看清數值，就只能加透明玻璃，這樣也要增加不少成本，還有數顯表不是二線制儀表，需要獨立的220V供電，那麼就得從遙遠的控制室拉一根電源線過來，還要安裝空氣開關等安全措施元件，總體算下來成本沒低反而增加了不少

用電成本的區別：温度變送器用電費用是測温數顯儀表的十分之一不到，每台每年估計要比測温數顯儀表省電40度左右。

安裝使用維修的區別：温度變送器接線端子比測温數顯儀表少，安裝和維修方便，因此，這方面的開支也省。

綜述：從上述區別來看，工業現場採用室內用的測温數顯儀表是不合適的，它的很多指標不符合現場使用要求，價格“便宜”，但是，如果全面分析的活，它的價格性能比是很差的，今後消耗的電費，維修成本開支會很大。 ^[1] 

所謂温度變送器，就是將熱電阻、熱電偶、電阻及毫伏信號，轉換成標準兩線制4…20mA，並將信號傳輸給控制室的設備，一般用於工業現場。

傳統型温度變送器量程範圍需要改變時，一般通過調零和調滿2個電位器進行調整，但這2個電位器是造成產品温度漂移大的元兇。隨着科技的進步，由於傳統的模擬型温度變送器調試的繁瑣，綜合性能指標較差，已無法滿足現場用户的需求，也無法滿足工廠備品備件的要求，更無法滿足傳感器生產廠備貨的需求。

因此智能型變送器孕育而生，其中一種是在產品中採用CUP，將信號進行數字化處理，調試時通過PC上安裝專用軟件，用數據線和調制解調器，來改變温度變送器的量程範圍和分度號；另外一種是在智能型產品本身嵌入HART通訊板，通過HART協議手操器來改變温度變送器的温度範圍和分度號；還有兩種分別是PA協議和FF協議的温度變送器，其原理與HART協議類似。HART、PA、FF通訊協議的應用，更便於產品的編程（不限位置），但會增加產品本身的價格，給業主帶來負擔。

傳統型温度變送器、PC編程温度變送器和HART編程温度變送器，是大部分工廠的選擇方式。但是這些方式在現場使用了多年以後，往往聽到用户反應調試還是太繁瑣，不可能每個工人都配備PC，即使有PC也未必會用，因為各個廠家的調試軟件都不統一，且很繁瑣；很多工廠也未配備HART手操器，變送器需要調整量程時往往不是很便利。那麼有沒有一種產品可以改變這樣的現狀呢？

從走訪到構思再到試製，通過近30個月的時間，終於該產品通過了各項指標的考核，尤其是防雷和脈衝串實驗非常好；也滿足了現場用户及傳感器廠商的配套需求；即是智能型的產品，又操作起來簡便，它甚至只需要一把螺絲刀，改變撥碼器位置就能改變它的量程，將温度變送器做了微創新。