温度变送器培训教材

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1、温度变送器温度变送器中国石化集团公司工业计量站中国石化集团公司工业计量站李敬亭李敬亭 概述：概述：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，而且其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。主要用于工业过程温度的测量和控制。温度变送器种类温度变送器种类温度变送器有电动和气动两大类。电动的标准化输出信号主要为010mA和420mA（或l5V）的直流电信号。气动的标准化用出信号主要为20100kPa的气体压力（不排除具有特殊规定的其他标准化输出信号，如050mV等）。电动温度变送器

2、发展电动温度变送器发展DDZ11、DDZ一 DDZS系列发展到小型智能型的变送器。输出（传输）方式由单一的标准（电）信号010mA、420mA向辅以现场总线方向发展，以适应数字化的接收和控制。随着数字控制技术和通信技术的发展和普及，变送器的输出方式将向数字化迈进。温度变送器 小型模块化和智能型的变送器可以方便地与业用热电偶或热电阻组成带传感器的变送器，成为真正意义上的温度变送器。信号转换器 不带传感器的“变送器”应称为信号转换器。由于工业用热电阻和热电偶的分度表是标准化的因此这种信号转换器作为独位产品时习贯上也称为变送器。二线制变送器与四线制变送器区别二线制变送器与四线制变送器区别二线制变送器

3、的电源与信号是在同一回路中的。四线制变送器的电源与信号回路是分开的。电动温度变进器各系列的外部特性如下：DDZD系列温度变送器：四线制接线，输出010mA，负载电阻01。5kDDZ一皿系列温度变送器：四线制接线，输出 l5V，负载电阻050；二线制接线，输出 420mA,负载电阻250350。DDZS系列温度变送器：二线制接线输出420mA，负载电阻250350或0600。小型模块化和智能型温度变送器：二线制接线，输出420mA，0600。工作原理工作原理温度变送器的工作原理（见规程所示）温度变送器组成 通常由两部分；测量单元、信号处理和转换单元。有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功

4、能。输人信号输人信号 主要来自热电阻和热电偶温度传感器的电阻信号和毫伏（mV）级的电压信号，测量单元与信号处理和转换单元测量单元与信号处理和转换单元 测量单元中通过相应的转换电路变换为电压信号。然后经信号处理（包括非线性校正）和转换单元变换成可传送的直流电信号。具有现场总线的变送器具有现场总线的变送器 信号处理和转换单元中包括了仪器放大器、模拟数字转换器、微处理器、存储器和操作键。输出是通过与微处理器耦合的专用接口按约定的现场总线协议实现的。目前具有现场总线的变送器目前具有现场总线的变送器 较典型的是采用 HART协议。HART（Highway Ad-dressable Remote Tran

5、sducer）即高速可寻址远程变送协议，是一种工业标准，它定义了智能现场设备在兼容传统的 20mA模拟信号时的通讯协议。信息是通过高频2.2kHz（为1）和低1.2kHz（为0）信号载波在20mA连线上进行通讯的。HART协议的仪器协议的仪器 1、必须是以数字技术为基础，微处理器作为支撑的智能型仪器。2、这种仪器具有额外的功能和补偿能力、能支持多种类型的传感器或者多种变量。3、与常规的模拟式仪器相比，这些仪器通常都能提供更好的准确度、长期稳定性和可靠性。HART变送器的工作原理变送器的工作原理HART变送器分为三个部分，输人部分、变换部分和输出部分。每一个部分都可以单独进行测试和调节。1.输入

6、部分输入部分传感器按测量原理可以将过程量（温度、压力等）变换成毫伏电压、电容、阻抗、电感、频率等电学量。但是，变送器内的微处理器在接收这些量之前必须由模拟数字变换器把它们变成相应的数字量D1。在第二个方框中微处理器按某种形式的方程式或数据表，把电学量的原始数字量D1和面对的实际过程量PV（如温度、压力或流量等）联系起来。这种联系由制造厂完成，使用者也可以用手操器通过命令对其进行现场调节。这一工作称为传感器调节，其输出PV就是过程量的数字表示。2.变换部分变换部分在第三个方框中，实际上是一种严格的数学变换，它把过程量PV变成等效的m表示。使用仪器的量程值和传递函数（如I=Io+Im/TmT）一起

7、来计算这个值。传递函数通常为线性，但也可以是非线性的（如平方根关系的）。这一部分的输出是仪器mA输出的数字表示。3.输出部分输出部分在第四和第五个方框中，进行输出调节（即电流回路调节）。由微处理器依赖某些内部的校正因子把第三个方框中的mA输出值变换为在第五个方框中（数字模拟转换器）可以接受的数字值，最终完成实际的模拟电信号输出。电动温度变送器电动温度变送器（已是老规程）（已是老规程）将温度信号或直流毫伏信号转换成直流标准将温度信号或直流毫伏信号转换成直流标准信号（信号（010mA或或420mA）输出的称为电）输出的称为电动变送器（以下简称变送器）。动变送器（以下简称变送器）。13中国石化集团公

8、司工业计量站一、概述变送器与热电偶，热电阻配合使用，将温度信号或直流毫伏信号转换成(010)mA或(420)mA，或(15)V统一的直流信号输出。其原理图如下：14中国石化集团公司工业计量站热电偶热电偶 （010）mA 热电阻热电阻 -变送器变送器-（420）mA 直流电压直流电压 （15）V 信号信号 15中国石化集团公司工业计量站变送器以负载电阻来区分，负载电阻变送器以负载电阻来区分，负载电阻(01.5)k（如（如DDZ系列），负载电阻系列），负载电阻(050)四线制或负载电阻四线制或负载电阻(250350)二线制二线制（如（如DDZ系列），负载电阻系列），负载电阻(250350)或（或（

9、90600)（如（如DDZS系列），系列），共三大系列。共三大系列。16中国石化集团公司工业计量站二、技术要求二、技术要求1.外观外观1.1 变送器的外壳及外露部件表面覆盖层、面板及变送器的外壳及外露部件表面覆盖层、面板及名牌均应光洁完好，使用中的变送器不得有严重的名牌均应光洁完好，使用中的变送器不得有严重的剥落及损伤等影响计量性能的缺陷。剥落及损伤等影响计量性能的缺陷。1.2 名牌应标明制造厂名或厂标、变送器名称、型名牌应标明制造厂名或厂标、变送器名称、型号、编号、制造年月。专业型变送器还应标明测量号、编号、制造年月。专业型变送器还应标明测量范围、准确度等级及配用传感器分度号。范围、准确度等

10、级及配用传感器分度号。1.3 接线端子板应有接线标志。接线端子板应有接线标志。1.4 紧固件不得有松动现象，可动部分应灵活可靠。紧固件不得有松动现象，可动部分应灵活可靠。17中国石化集团公司工业计量站2.基本误差基本误差变送器基本误差不应超过表变送器基本误差不应超过表 1的规定。的规定。表表 1准确度等级准确度等级0.20.51.01.52.5允许误差（输出量允许误差（输出量程的程的%）0.20.51.01.52.5注：（注：（1）变送器的准确度等级一般是根据输入量）变送器的准确度等级一般是根据输入量（电压、电阻）的量程大小确定的。（电压、电阻）的量程大小确定的。（2）允许误差不包括热电偶参考

11、端补偿所引起的）允许误差不包括热电偶参考端补偿所引起的 误差。误差。18中国石化集团公司工业计量站3.回程误差回程误差变送器的回程误差不应超过表变送器的回程误差不应超过表2的规定。的规定。表表 2 准确度等级准确度等级0.20.51.01.52.5允许回程误差（输允许回程误差（输出量程的出量程的%）0.10.250.40.61.019中国石化集团公司工业计量站4.负载变化影响负载变化影响当负载电阻在其以内许的范围内变化时，变当负载电阻在其以内许的范围内变化时，变送器输出下限值及量程的变化，不应超过允送器输出下限值及量程的变化，不应超过允许误差的绝对值。许误差的绝对值。20中国石化集团公司工业计

12、量站5.电源变化影响电源变化影响当电源在表当电源在表3规定的电源电压变化值范围内变规定的电源电压变化值范围内变化时，变送器输出下限值及量程的变化不应化时，变送器输出下限值及量程的变化不应超过允许误差的绝对值。超过允许误差的绝对值。21中国石化集团公司工业计量站 表 3电源电压（电源电压（V）电源电压变化值（电源电压变化值（V）220（交流）（交流）242187（交流）（交流）24（直流）（直流）25.222.8（直流）（直流）24（交流）（交流）26.421.6（交流）（交流）*注：注：*为为DDZS变送器电源电压变化变送器电源电压变化值。22中国石化集团公司工业计量站6.输出交流分量输出交流

13、分量6.1 对于负载电阻为对于负载电阻为01.5k的变送器，输的变送器，输出信号中交流分量有效值不应超过出信号中交流分量有效值不应超过20mV。6.2 对于负载电阻为对于负载电阻为050的四引线制变送的四引线制变送器输出电压信号中交流分量有效值不应超过器输出电压信号中交流分量有效值不应超过输出量程的输出量程的1%。6.3 对于负载电阻为对于负载电阻为250350的二线制变的二线制变送器，输出信号中交流分量有效值不应超过送器，输出信号中交流分量有效值不应超过150mV。23中国石化集团公司工业计量站7.绝缘电阻绝缘电阻变送器的绝缘电阻值应不小于表变送器的绝缘电阻值应不小于表4的规定。的规定。表表

14、 4试验部位试验部位技术要求技术要求输入与输出端子短接输入与输出端子短接-接地端子接地端子20电源端子短接电源端子短接-接地端子接地端子50输入与输出端子输入与输出端子-电源端子电源端子*50输入端子输入端子-输出端子输出端子*20注：注：*适用于与输入、输出以及输入与输出隔离适用于与输入、输出以及输入与输出隔离的变送器。的变送器。24中国石化集团公司工业计量站8.绝缘强度绝缘强度变送器应能承受频率为变送器应能承受频率为50Hz，有效值符合表，有效值符合表5规定的交流试验电压，判断电流一般设置为规定的交流试验电压，判断电流一般设置为10mA，历时，历时1min试验，无击穿和飞弧现象。试验，无击

15、穿和飞弧现象。25中国石化集团公司工业计量站 表表 5试验部位试验部位 试验电压试验电压24V直流供电直流供电 220V交流供交流供电电输入与输出端子短接输入与输出端子短接-接地端子接地端子500500电源端子短接电源端子短接-接地端子接地端子5001500输入与输出端子输入与输出端子-电源端子电源端子*5001500输入端子输入端子-输出端子输出端子*500500注：注：*适用于与输入、输出以及输入与输出隔离的适用于与输入、输出以及输入与输出隔离的变送器。变送器。26中国石化集团公司工业计量站三、检定条件9.检定用设备检定用设备检定时所需的标准仪器及设备见表检定时所需的标准仪器及设备见表6。

16、（略）。（略）10.检定环境条件和动力条件检定环境条件和动力条件10.1 环境温度：（环境温度：（255）0.2级的变送器级的变送器为（为（222），相对湿度：，相对湿度：45%75%。10.2 除地磁场外，周围应无影响变送器的其除地磁场外，周围应无影响变送器的其它外磁场存在，无震动，无腐蚀。它外磁场存在，无震动，无腐蚀。27中国石化集团公司工业计量站10.3 供电电源供电电源10.3.1 交流电源交流电源220V允许偏差允许偏差1%；谐波；谐波含量小于含量小于5%；频率为；频率为50Hz，允许偏差，允许偏差1%。10.3.2 直流电源直流电源24V，允许偏差，允许偏差1%；纹波；纹波含量小于

17、含量小于0.1%。11.负载电阻负载电阻按变送器说明书中的规定。按变送器说明书中的规定。28中国石化集团公司工业计量站四、检定项目12.变送器的检定项目见表6。29中国石化集团公司工业计量站 项目项目类类别别外观外观 基本基本误差误差回程回程误差误差负载负载变变化化影影响响电源电源变变化化影影响响输出输出交交流流分分量量绝缘绝缘电阻电阻绝缘绝缘强度强度新制新制造造使用使用中中修理修理后后注：表中注：表中“”表示检定，表示检定，“”表示可不检定。表示可不检定。表表 630中国石化集团公司工业计量站五、五、检定方法检定方法13.外观检查外观检查按规程第一条中的要求进行检查。按规程第一条中的要求进行

18、检查。14.基本误差的检定基本误差的检定14.1 变送器基本误差的检定接线时按规程附变送器基本误差的检定接线时按规程附录中相应接线图进行。录中相应接线图进行。31中国石化集团公司工业计量站14.2 变送器检定前应按制造厂规定的时间进变送器检定前应按制造厂规定的时间进行预热。制造厂未作规定时，允许预热行预热。制造厂未作规定时，允许预热15min。14.3 调零和调量程调零和调量程对于具有调零和调量程电位器的变送器，允对于具有调零和调量程电位器的变送器，允许在预热后进行调整，但在检定过程中则不许在预热后进行调整，但在检定过程中则不允许再次调整。允许再次调整。14.4 检定点的选择检定点的选择检定点

19、应包含上、下限（或其附近检定点应包含上、下限（或其附近10%量程量程以内）在内至少以内）在内至少5个点，检定点应均匀分布在个点，检定点应均匀分布在整个测量范围内。整个测量范围内。32中国石化集团公司工业计量站14.5 检定方法检定方法按输入信号加（上行程）和减小（下行程）按输入信号加（上行程）和减小（下行程）的方向，分别给变送器输入被检定点所对应的方向，分别给变送器输入被检定点所对应的输入电量值，读取变送器相应的实际输出的输入电量值，读取变送器相应的实际输出值值AS。对于上限值只检上行程，对于下限值。对于上限值只检上行程，对于下限值只检下行程。用同样的方法战再重复进行两只检下行程。用同样的方法

20、战再重复进行两次检定，取误差最大值作为基本误差。次检定，取误差最大值作为基本误差。热电偶变送器采用补偿导线进行检定时，应热电偶变送器采用补偿导线进行检定时，应给变送器的输入值加上补偿导线的修正值。给变送器的输入值加上补偿导线的修正值。在不产生疑义的情况下，可只进行在不产生疑义的情况下，可只进行1次循环的次循环的检定。检定。33中国石化集团公司工业计量站14.6 变送器上、下行程基本误差按规程中变送器上、下行程基本误差按规程中（1）式计算。）式计算。%100SAASA（1）式中：式中：A变送器上下行程基本误差（变送器上下行程基本误差（%）；）；SA上、下行程中测量的各检定点相应的实际上、下行程中

21、测量的各检定点相应的实际 输出值（输出值（mA或或V）；）；A各检定点相应的标称输出值（各检定点相应的标称输出值（mA或或V）；）；S变送器输出量程（变送器输出量程（mA或或V）。）。34中国石化集团公司工业计量站15.回程误差检定回程误差检定变送器回程误差的检定与基本误差的检定同变送器回程误差的检定与基本误差的检定同时进行。并按贵规程中式（时进行。并按贵规程中式（2）计算。）计算。21AAA（2）式中：式中：A变送器的回程误差（变送器的回程误差（%）；）；1A、2A变送器上、下行程平均误差（变送器上、下行程平均误差（%）。）。、35中国石化集团公司工业计量站16.负载变化影响检定负载变化影响

22、检定16.1 对于负载电阻为对于负载电阻为01.5k的变送器，将的变送器，将负载电阻置于负载电阻置于1.5k，使输出分别为下限和，使输出分别为下限和上限值，然后将负载电阻改变为零，测量输上限值，然后将负载电阻改变为零，测量输出电流值。出电流值。36中国石化集团公司工业计量站16.2 对于负载电阻为对于负载电阻为050的四线制变送的四线制变送器，将电流输出端的负载电阻置于器，将电流输出端的负载电阻置于50，使，使电压输出端输出信号分别为下限值和上限值，电压输出端输出信号分别为下限值和上限值，然后改变负载电阻至零，测量输出电压值。然后改变负载电阻至零，测量输出电压值。16.3 对于负载电阻为对于负

23、载电阻为250350的二线制变的二线制变送器，将负载电阻置于送器，将负载电阻置于350，使输出分别为，使输出分别为下限值和上限值，然后改变负载电阻至下限值和上限值，然后改变负载电阻至250测量输出电流值。测量输出电流值。16.4 根据上述测量结果计算下限和量程的变根据上述测量结果计算下限和量程的变化值。化值。37中国石化集团公司工业计量站17.电源变化影响检定电源变化影响检定17.1 对于对于220V交流供电的变送器，将电源电压调整交流供电的变送器，将电源电压调整为为220V，使变送器输出分别为下限值和上限值，然，使变送器输出分别为下限值和上限值，然后分别将电压调整到表后分别将电压调整到表3规

24、定的电压变化值，测量规定的电压变化值，测量输出电流值。输出电流值。17.2 对于对于24V直流供电的变送器，将电源电压调整直流供电的变送器，将电源电压调整为为24V，使变送器输出分别为下限值和上限值，然，使变送器输出分别为下限值和上限值，然后分别将电压调整到表后分别将电压调整到表3规定的电压变化值，测量规定的电压变化值，测量输出电流值。输出电流值。17.3 根据上述测量结果，计算出下限和量程的变化根据上述测量结果，计算出下限和量程的变化值。值。38中国石化集团公司工业计量站18.输出交流分量检定输出交流分量检定18.1 对于负载电阻为对于负载电阻为01.5k的变送器，将负载的变送器，将负载电阻

25、置于电阻置于200，输入信号使输出分别为量程的，输入信号使输出分别为量程的10%、50%、90%时，用交流电压表测量负载电阻时，用交流电压表测量负载电阻两端的交流电压值。两端的交流电压值。18.2 对于负载电阻为对于负载电阻为050的四线制变送器，调的四线制变送器，调节输入信号，使输出电压由节输入信号，使输出电压由1V到到5V缓慢变化，用缓慢变化，用交流电压表测量电压输出端的交流电压值。交流电压表测量电压输出端的交流电压值。18.3 对于负载电阻为对于负载电阻为250350的二线制变送器，的二线制变送器，将负载电阻置于将负载电阻置于250，输入信号使输出信号分别，输入信号使输出信号分别为量程的

26、为量程的10%、50%、90%时，用交流电压表测量时，用交流电压表测量负载电阻两端的交流电压值。负载电阻两端的交流电压值。39中国石化集团公司工业计量站19.绝缘电阻检定绝缘电阻检定断开变送器电源，用输出电压支流断开变送器电源，用输出电压支流500V绝缘绝缘电阻表测量负载电阻两端的交流电压值。电阻表测量负载电阻两端的交流电压值。20.绝缘强度检定绝缘强度检定断开变送器电源，按规程的规定，将各对接断开变送器电源，按规程的规定，将各对接线端子依次接入耐压试验仪两极上，缓慢平线端子依次接入耐压试验仪两极上，缓慢平稳地升至规定的电压值，保持稳地升至规定的电压值，保持1min，观察是，观察是否有击穿和飞弧现象。否有击穿和飞弧现象。40中国石化集团公司工业计量站六、检定结果处理和 检定周期21.经检定合格的变速器，发给检定证书，经检定合格的变速器，发给检定证书，不合格的发给检定通知书，并标明不合格项不合格的发给检定通知书，并标明不合格项目。目。22.变送器的检定周期根据变送器的使用情变送器的检定周期根据变送器的使用情况和稳定情况来确定，一般为一年况和稳定情况来确定，一般为一年。41中国石化集团公司工业计量站 谢谢大家！42中国石化集团公司工业计量站演讲完毕，谢谢观看！