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温度检测及变送的概述

温度是各种工艺生产过程和科学实验中非常普遍、非常重要的热工参数之一。许多产品的质量、产量、能量和过程控制等都直接与温度参数有关，因此实现准确的温度测量具有十分重要的意义。温度变送器与测温元件配合使用，将温度或温差信号转换成标准的统一信号，以实现对温度或温差信号的显示和记录。

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测温方法的分类

根据测量方法，可将温度测量划分为接触式测温和非接触式测温两大类。

接触式测温是基于物体的热交换原理设计而成的。其优点是：较直观、可靠；系统结构相对简单；测量准确，精度高。其缺点是：测温时有较大的滞后（因为要充分的热交换），在接触过程中易破坏被测对象的温度分布，从而造成测量误差；不能测量移动的或太小的物体；测量上限受到温度计材质的限制，故所测温度不能太高。接触式测温仪表主要有：基于物体受热膨胀原理制成的膨胀式温度检测仪表；基于密闭容积内工作介质随温度升高而压力升高性质制成的压力式温度检测仪表；基于导体或半导体电阻值随温度变化而变化的热电阻温度检测仪表；基于热电效应的热电偶温度检测仪表。

非接触式测温是基于物体的热辐射特征与温度之间的对应关系设计而成的。其优点是：测量范围广（理论上没有上限限制）；测温过程中不破坏被测对象的温度场分布；能测运动的物体；测温响应速度快。其缺点是：所测温度受物体****率、中间介质和测量距离等因素的影响。目前应用较广的非接触式测温仪表有：辐射温度计、光学高温计、光电高温计、比色温度计等。

热电偶测温原理

热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来，构成一个闭合回路。由于两种不同金属所携带的电子数不同，当两个导体的二个执着点之间存在温差时，就会发生高电位向低电位放电现象，因而在回路中形成电流,温度差越大，电流越大，这种现象称为热电效应，也叫塞贝克效应。热电偶就是利用这一效应来工作的

热电偶应注意的几个问题

1：热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数；

2 ：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；

3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。

4：组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离

热电阻测温原理

热电阻是利用电阻值随温度的变化而变化这一原理制成的将温度量转换成电阻量的温度传感器。温度变送器通过给热电阻施加一已知激励电流测量其两端电压的方法得到电阻值，再将电阻值转换成温度值，从而实现温度测量。

热电阻测温的引线方式

目前热电阻的引线主要有三种方式 。

二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合；  

三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻；  

四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。   

热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。

模拟式温度变送器介绍及工作过程

典型的模拟式温度变送器是气动和电动单元组合仪表变送单元的主要品种，大都经历了从I型到II型再到III型的发展过程。以DDZ一III为例，它可以和热电阻或热电偶配合使用，将温度信号转换成统一标准信号；它可以作为直流毫伏转换器使用，将其它能够转换成直流毫伏信号的工艺变量也变成统一的标准信号。模式式温度变送器主要由测量部分和放大部分组成。

检测元件把被测温度或其它工艺参数转换为变送器的输入信号送入输入回路。经输入回路转换成直流毫伏信号后和零点调整与迁移零电路产生的调零信号的代数和同反馈电路产生的反馈信号进行比较，其差值放入放大器，经过放大后得到整机的输出信号。

智能式温度变送器简介及实例介绍

智能式温度变送器有的采用HART协议通信方式，有的采用现场总线通信方式。智能式变送器通用性强，使用灵活，具有各自补偿功能、控制功能、通信功能和自诊断功能，有模拟式温度变送器所不能比拟的优点。

下面以SMART公司的TT302温度变送器为例进行介绍。TT302温度变送器是一种符合FF通信协议的现场总线智能仪表，可以与各种热电阻或热电偶配套使用。具有量程范围宽、精度高、环境温度和震动影响小、抗干扰能力强、重量轻以及按照维护方便等优点。还可接收两个测量元件的信号，具有双通道输入，并具有现场控制的功能。

TT302温度变送器的硬件系统组成主要由输入板、主电路板和液晶显示器三部分组成。1、输入板主要包括多路选择开关、信号调理电路、A/D转换电路和隔离电路，其作用是将输入的模拟量信号转换成数字量信号，送给CPU.输入板上的环境温度传感器用于热电偶测量时的冷端温度补偿；隔离电路包括信号的隔离和电源的隔离两部分。2、主电路板包括CPU、通信控制器、信号整形电路、电源电路等，它是变送器的核心部分。CPU控制着整个仪表各部分协调工作，完成数据的运算、处理、传递和通信功能。通信控制器和信号整形电路与CPU共同完成数据的通信功能。3、液晶显示器部分通过一个低功耗的显示器实现数据的显示功能。

热电阻和热电偶有哪些区别？

尽管热电偶与热电阻作用相同都是测量物体的温度,但是他们的原理与特点却不尽相同。

1、热电偶分为八个不同的分度,分别为B,R,S,K,N,E,J和T,其测量温度的最低可测零下270摄氏度,最高可达1800摄氏度,其中B,R,S属于铂系列的热电偶,由于铂属于贵重金属,所以他们又被称为贵金属热电偶，而剩下的几个则称为廉价金属热电偶；

2、热电阻一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度,铜热电阻为零下40到140摄氏度；

3、应用温度范围不同：热电阻一般用于300度以下，热电偶一般用于300度以上；

4、材质不同：热电阻一般为纯的金属电阻丝制成，热电偶一般为两根不同材质的合金制成；

5、信号不同：热电阻是电阻值与测量温度对应，热电偶是毫伏级信号与测量温度对应；

6、接线（补偿）方式不同：热电偶需要专用的两线制补偿导线引出信号，热电阻一般是三根铜导线即可。

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