一體化熱電偶/熱電阻是在熱電偶/熱電阻的基礎(chǔ)上增加溫度變送功能或附加現(xiàn)場顯示功能,即在原熱電偶/熱電阻的接線盒內(nèi)裝上溫度變送器模塊以及采用現(xiàn)場顯示接線盒安裝顯示表頭,實(shí)際應(yīng)用有以下6種形式:
性能 類別 | 溫度變送器 | 遠(yuǎn)傳信號 | 現(xiàn)場顯示 | 接線形式 | 電源 |
帶溫度變送器的一體化防水(防濺、防噴)熱電偶/熱電阻 | 模塊 | 4~20mA | 無 | 防水防噴接線盒 防濺接線盒 | 外供24VDC |
帶溫度變送器的一體化隔爆型熱電偶/熱電阻 | 模塊 | 4~20mA | 無 | 隔爆接線盒 | 外供24VDC |
帶溫度變送器附加現(xiàn)場顯示的一體化熱電偶/熱電阻(隔爆) | 模塊 | 4~20mA | 液晶數(shù)顯 | 現(xiàn)場顯示接線盒 | 外供24VDC |
電池供電帶現(xiàn)場數(shù)顯的一體化熱電偶/熱電阻 | 轉(zhuǎn)換電路 | 無 | 液晶數(shù)顯 | 現(xiàn)場顯示接線盒 | 電池9VDC |
帶雙金屬溫度計(jì)現(xiàn)場顯示的一體化熱電偶/熱電阻 | 無 | 非線性mV或電阻信號 | 雙金屬溫度計(jì) | 防水接線盒 防濺接線盒 | 無 |
帶溫度變送器現(xiàn)場顯示的分離安裝一體化熱電偶/熱電阻 | 模塊 | 4~20mA | 液晶數(shù)顯 | 現(xiàn)場顯示接線盒分離安裝 | 外供24VDC |
溫度變送器模塊
類型及代號 性能 | TR | TS | TH | TF | |
模擬固定量程 | 數(shù)字可編程 | 數(shù)字HART | 數(shù)字現(xiàn)場總線 | ||
輸入信號 | 熱電偶/熱電阻 | 熱電偶/熱電阻,-125~1200mv,0~5000Ω | 熱電偶/熱電阻, -15~115mv/0~4000Ω | ||
輸出信號 | 4~20mA | 4~20mA量程可調(diào) 數(shù)字信號 | 4~20mA量程可調(diào) HART信號 | 量程可調(diào) 數(shù)字信號+狀態(tài)信息, | |
供電電壓 | 10.5~30VDC Ex:10.5~29.4VDC | 10.5~30VDC Ex:11.5~29.4VDC | 8.5~30VDC Ex:8.5~29.4VDC | 9~32VDC Ex:9~17.5VDC | |
輸入輸出電隔離 | 否 | 是 | 是 | 是 | |
引線制式 | 2線制 | 3、4線制 | 3、4線制 | 3、4線制 | |
精度 | 0.1%,0.2% | 0.1%,0.2% | 0.1% | 0.2% | |
隔爆型 | dⅡBT4 | dⅡBT4 | dⅡBT4 | dⅡBT4 | |
本安型 | iⅡCT6 | iⅡCT6 | iⅡCT6 | iaⅡCT4/T6 | |
響應(yīng)時間(S) | 0.5 | 0.5 | 0.5/組態(tài)器1.3 | ||
工作環(huán)境 | 溫度-40~75℃,相對濕度5~95% | ||||
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一體化熱電偶/熱電阻的量程
一體化熱電偶/熱電阻的量程與輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的大小直接相關(guān),選型時必須注明。溫度變送器的量程與熱電偶/熱電阻的測溫范圍是兩個不同的概念,測溫范圍是指最大工作能力,而溫度變送器的量程是指一體化熱電偶/熱電阻的實(shí)際需要能力,量程屬于測溫范圍的一段。如某K型熱電偶允許測溫范圍是0~1200℃,但實(shí)際使用的溫度范圍是0~900℃,因此確定溫度變送器的量程為0~1000℃對應(yīng)輸出4~20mA。有時為了提高分辨率,有意縮小量程,量程集中在主要使用溫度段,如某控溫用鎢錸熱電偶的允許測溫范圍是0~2100℃,主要使用溫度段是1400~1600℃,為了提高控制精度,確定溫度變送器的量程為1300~1700℃。
現(xiàn)在大量使用的是固定量程溫度變送器,量程一旦確定不能更改,數(shù)字可編程和帶通訊的溫度變送器的輸入信號和輸出量程都可根據(jù)使用需要調(diào)節(jié)。
關(guān)于溫度的計(jì)算,量程范圍與輸出電流范圍成線性一一對應(yīng),即量程的最小值和最大值分別對應(yīng)輸出電流的最小值4mA和最大值20mA,中間數(shù)值按比例一一對應(yīng)。例如0~600℃,對應(yīng)4~20mA,那么200℃就應(yīng)該對應(yīng)輸出電流4+(20-4)x200/600=9.333mA,相反如果測得輸出電流9.333mA,則計(jì)算溫度為0+(600-0)x(9.333-4)/(20-4)=200℃。
測溫元件 | 分度號 | 推薦選用量程(℃) | |
熱 電 阻 | 銅電阻 | Cu50 Cu100 | 0~50,0~100,0~150,-50~50,-50~100 |
鉑電阻 | Pt100 Pt10 | 0~50,0~100,0~150,0~200,0~300,0~400,0~500,200~400,200~500,-50~50,-50~150,-50~200,-100~50,-200~50 | |
熱 電 偶 | 鎳鉻-鎳硅熱電偶 鎳鉻硅-鎳硅熱電偶 | K N | 0~300,0~400,0~500,0~600, 0~800,0~1000,0~1200,0~1300,400~800,500~1000,600~1200 |
鎳鉻-康銅熱電偶 鐵-康銅熱電偶 | E J | 0~300,0~600,0~800,200~600 | |
銅-康銅熱電偶 | T | 0~100,0~200,0~300,-50~100,-200~50 | |
鉑銠10-鉑熱電偶 鉑銠13-鉑熱電偶 | S R | 0~1000,0~1300,0~1600,600~1600 | |
鉑銠30-鉑銠6熱電偶 | B | 600~1600,600~1800,800~1600,1000~1800 | |
鎢錸3-鎢錸25熱電偶 鎢錸5-鎢錸26熱電偶 | W3/25 W5/26 | 0~1300,0~1600,0~2200,800~1600,800~1800,1000~1600,1000~1800,1000~2000,1200~2200 |
一體化熱電偶/熱電阻的特點(diǎn)
一體化熱電偶/熱電阻是在熱電偶/熱電阻的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新產(chǎn)品,是熱電偶/熱電阻應(yīng)用的一大技術(shù),適用于所有的熱電偶/熱電阻的使用場合,除具備熱電偶/熱電阻的全部特點(diǎn)以外,還有以下特點(diǎn):
1) 溫度變送器將熱電偶/熱電阻的非線性信號轉(zhuǎn)換成線性的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的電信號;
2) 兩線制傳輸信號,電源線與信號線共用兩根導(dǎo)線;
3) 溫度變送器模塊采用環(huán)氧樹脂封裝,耐腐蝕抗振動,功耗低,性高;
4) 溫度變送器精度可達(dá)0.1%,一體化結(jié)構(gòu)使測溫系統(tǒng)的精度更容易;
5) 溫度變送器具有冷端溫度補(bǔ)償和非線性校正功能;
6) 不用補(bǔ)償導(dǎo)線或三芯同阻電纜,使用普通兩芯電纜,安裝質(zhì)量容易且成本低;
7) 現(xiàn)場顯示功能大大方便了現(xiàn)場使用;
8) 溫度遠(yuǎn)傳或顯示范圍可任意設(shè)定,分辨率高,數(shù)據(jù)性高;
9) 溫度變送器具備數(shù)字信號擴(kuò)展功能,如可編程和通訊。
一體化熱電偶/熱電阻的選型說明
帶溫度變送器或現(xiàn)場顯示的一體化熱電偶/熱電阻的選型步驟:
1、 根據(jù)被測溫介質(zhì)的溫度和工況,合理選擇熱電偶或熱電阻。詳見熱電偶/熱電阻選型的有關(guān)內(nèi)容。
2、 根據(jù)環(huán)境溫度和氣氛粉塵狀況,確定表頭即接線盒安裝高度或是否分離安裝。當(dāng)現(xiàn)場環(huán)境高于60℃或粉塵氣氛污染嚴(yán)重時,建議溫度變送器及顯示表頭與熱電偶/熱電阻分離安裝;當(dāng)環(huán)境溫度為50~60℃或被測溫設(shè)備表面溫度偏高時,建議增加表頭安裝高度至250mm或更高。
3、 根據(jù)操作使用要求,確定是否帶現(xiàn)場顯示表頭以及表頭的種類。需要從較遠(yuǎn)處觀察溫度時,建議選用帶雙金屬溫度計(jì)顯示現(xiàn)場溫度的一體化熱電偶/熱電阻。
4、 根據(jù)企業(yè)測控系統(tǒng)對具體測溫點(diǎn)的要求,合理選擇溫度變送器模塊。如果本企業(yè)的溫度變送器使用量較小且沒有集中控制進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)時,一般選用固定量程的溫度變送器,成本較低。
5、 根據(jù)實(shí)際使用溫度范圍確定溫度變送器的量程。
6、 根據(jù)一體化熱電偶/熱電阻的型號標(biāo)記方法正確表達(dá),詳見后面的產(chǎn)品介紹舉例。
型號 | 分度號 | 測溫范圍℃ | 精度等級 | 允許偏差 |
WZPB | Pt100 | -200~+500 | A級 | ±(0.15+0.002|t|) |
B級 | ±(0.30+0.005|t|) | |||
WZCB | Cu50Cu100 | -50~+100 | - | ±(0.30+0.006|t|) |
安裝場所等級 | 溫度℃ | 相對濕度% | 大氣壓KPa |
Cx1 | -25~+55 | 5~95 | 86~106 |
Cx2 | -25~+70 | ||
Cx3 | -40~+80 |
溫度變送器的工作溫度由支撐管所造成的殼體升溫同環(huán)境之后,支撐管 所 造成的殼體升溫見右圖 |
七、接線盒形式
八、型號命名方法
W溫度儀表 | R熱電偶(Z熱電阻) | 感溫原件材料 | 溫度變送器B | 安裝固定形式 | 接線盒形式 | 保護(hù)管直徑 | 工作端形式 |
W溫度儀表 | R熱電偶 Z熱電阻 | M鎳鉻硅—鎳硅N鎳鉻—鎳硅E鎳鉻—銅鎳C銅—銅鎳F鐵—銅鎳 P 鉑C 銅 | 溫度變送器B | 1無固定裝置2固定螺紋3活動法蘭4固定法蘭5活絡(luò)管接頭式6固定螺紋錐形式7直行管接頭式8固定螺紋管接頭式9活動螺紋管接頭式 | 2防噴式3防水式 | 0 Φ161 Φ202 Φ16高鋁質(zhì)管3 Φ20高鋁質(zhì)管 | G變截面 |
W | R | N | B | 2 | 2 | 0 | G |
一、概述 |
一體化溫度變送器一般由測溫探頭(熱電偶或熱電阻傳感器)和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內(nèi),從而形成一體化的變送器。一體化溫度變送器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。 一體化溫度變送器具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省引線、輸出信號大、抗干擾能力強(qiáng)、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護(hù)和限流保護(hù)、工作等優(yōu)點(diǎn)。 |
二、主要技術(shù)數(shù)據(jù) |
熱電阻溫度變送器是由基準(zhǔn)單元、R/V轉(zhuǎn)換單元、線性電路、反接保護(hù)、限流保護(hù)、V/I轉(zhuǎn)換單元等組成。測溫?zé)犭娮栊盘栟D(zhuǎn)換放大后,再由線性電路對溫度與電阻的非線性關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)償,經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換電路后輸出一個與被測溫度成線性關(guān)系的4~20mA的恒流信號。 熱電偶溫度變送器一般由基準(zhǔn)源、冷端補(bǔ)償、放大單元、線性化處理、V/I轉(zhuǎn)換、斷偶處理、反接保護(hù)、限流保護(hù)等電路單元組成。它是將熱電偶產(chǎn)生的熱電勢經(jīng)冷端補(bǔ)償放大后,再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差,放大轉(zhuǎn)換為4~20mA電流輸出信號。為防止熱電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故,變送器中還設(shè)有斷電保護(hù)電路。當(dāng)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。 一體化溫度變送器的輸出為統(tǒng)一的4~20mA信號;可與微機(jī)系統(tǒng)或其它常規(guī)儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火型測量儀表。 |
特點(diǎn) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
●二線制輸出4~20mA,抗干擾能力強(qiáng); ●節(jié)省補(bǔ)償導(dǎo)線及安裝溫度變送器費(fèi)用; ●測量范圍大; ●冷端溫度自動補(bǔ)償,非線性校正電路。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
工作原理 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熱電偶(阻)在工作狀態(tài)下所測得的熱電勢(電阻)的變化,經(jīng)過溫度變送器的電橋產(chǎn)生不平衡信號,經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成為4~20mA的直流電信號給工作儀表,工作儀表便顯示出所對應(yīng)的溫度值。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
主要技術(shù)參數(shù) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
○產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) IEC584 IEC1515 IEC751 JB/T7391-94 ○測溫范圍及允差 ●熱電阻 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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●熱電偶 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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○輸出信號:4~20mA,負(fù)載電阻250Ω,傳輸導(dǎo)線電阻100Ω ○輸出方法:二線制 ○允差等級:0.1;0.2;0.5 ○供電電源:24V.DC±10 ○防護(hù)等級:IP65 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
絕緣電阻 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
儀表輸出接線端子與外殼之間的絕緣電阻應(yīng)不小于50Ω | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熱響應(yīng)時間 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
當(dāng)溫度出現(xiàn)階躍變化時,儀表的電流輸出信號變化至相當(dāng)于該階躍變化的50所需的時間,通常以τ0.5表示當(dāng)溫度變送器的階躍響應(yīng)穩(wěn)定時間不超過熱電偶阻熱響應(yīng)穩(wěn)定時間τ0.5的五分之一時,則用熱電偶阻熱響應(yīng)時間作為儀表的熱響時間; 當(dāng)溫度變送器的階躍響應(yīng)穩(wěn)定時間不超過熱電偶(阻)熱響應(yīng)穩(wěn)定時間τ0.5的二分之一時,則用溫度變送器熱響應(yīng)時間作為儀表的熱響應(yīng)時間。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
基本誤差 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
儀表的基本誤差應(yīng)不超過熱電偶(阻)和溫度變送器基本誤差的合成誤差。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
工作環(huán)境 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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帶溫度變送器(隔爆)熱電偶/熱電阻 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
通常和顯示儀表、記錄儀表、電子計(jì)算機(jī)等配套使用,輸出4-20mA,直接測量生產(chǎn)現(xiàn)場存在碳氯化合物等爆炸物的-200℃-1300℃范圍內(nèi)液體、蒸汽的氣體 質(zhì)以及固體表面溫度。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆特點(diǎn) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
二線制輸出4-20mA,抗干擾能力強(qiáng); 節(jié)省補(bǔ)償導(dǎo)線及安裝溫度變送器費(fèi)用; 安全,使用壽命長; 冷端溫度自動補(bǔ)償,非線性校正電路 ; | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆工作原理 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熱電偶(阻)在工作狀態(tài)下所測得的熱電勢(電阻)的變化,經(jīng)過溫度變送器的電橋產(chǎn)生不平衡信號,經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成為4-20mA電信號給工作儀表,工作儀表便顯示所對應(yīng)的溫度值。 隔爆熱電偶(阻)利用間隙隔爆原理,當(dāng)腔內(nèi)發(fā)生爆炸時,能通過接合面間隙熄火和冷卻,使爆炸后的火焰和溫度傳不到腔外,從而進(jìn)行測溫。熱電偶(阻)產(chǎn)生的熱電勢(電阻值)經(jīng)過溫度變送器的電橋產(chǎn)生不平衡信號,經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成為4-20mA的直流電信號給工人儀表,工作儀表顯示出所對應(yīng)的溫度值。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆主要技術(shù)參數(shù) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) IEC584 IEC751 IEC1515 JB/T5518-91 JB/T7391-94 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆測量范圍及允差 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1)熱電阻測溫范圍及允差 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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2)熱電偶測溫范圍及允差 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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輸出信號:4-20 mA ,負(fù)載電阻250,傳輸導(dǎo)線電阻 100 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
輸出方法:二線制 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
精度等級: 溫度變送器精度等級:0.1 0.2 0.5 顯示器精度等級:模擬指示式2.5級;數(shù)字顯示式0.5級. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
供電電源:24V.DC±10℅ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
防護(hù)等級:IP65 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
防爆等級: 隔爆型:dⅡBT4 dⅡCT5 dⅡCT6 本質(zhì)安全型:iaⅡCT6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
絕緣電阻:儀表輸出接線端子與外殼之間的絕緣電阻應(yīng)不小于50. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熱響應(yīng)時間: 當(dāng)溫度出現(xiàn)階躍變化時,儀表的電流輸出信號變化至相當(dāng)于該階躍變化的50%所需的時間 ,通常以t0.5表示當(dāng)溫度變送器的階躍響應(yīng)穩(wěn)定時間不超過熱電偶(阻)熱響應(yīng)穩(wěn)定時間t0.5的五分之一時,則用熱電偶(阻)熱響應(yīng)時間作為儀表的熱響應(yīng)時間;當(dāng)溫度變送器的階躍熱響應(yīng)穩(wěn)定時間不超過熱電偶(阻)熱響應(yīng)穩(wěn)定時間t0.5的二分之一時,則用溫度變送器熱響應(yīng)時間作為儀表的熱響應(yīng)時間; | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
基本誤差: 儀表的基本誤差應(yīng)不超過熱電偶(阻)和溫度變送器基本誤差的合成誤差。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆選型方式 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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應(yīng)用 | |
通常和顯示儀表、記錄儀表、電子計(jì)算機(jī)等配套使用,輸出4~20mA。直接測量各種生產(chǎn)過程中的0~1800℃范圍內(nèi)液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面溫度。 | |
特點(diǎn) | |
●二線制輸出4~20mA,抗干擾能力強(qiáng); ●節(jié)省補(bǔ)償導(dǎo)線及安裝溫度變送器費(fèi)用; ●測量范圍大; ●冷端溫度自動補(bǔ)償,非線性校正電路。 | |
工作原理 | |
熱電偶(阻)在工作狀態(tài)下所測得的熱電勢(電阻)的變化,經(jīng)過溫度變送器的電橋產(chǎn)生不平衡信號,經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成為4~20mA的直流電信號給工作儀表,工作儀表便顯示出所對應(yīng)的溫度值。 | |
主要技術(shù)參數(shù) | |
○產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) IEC584 IEC1515 IEC751 JB/T7391-94 ○測溫范圍及允差 ●熱電阻 |
應(yīng)用 | |
通常和顯示儀表、記錄儀表、電子計(jì)算機(jī)等配套使用,輸出4~20mA。直接測量各種生產(chǎn)過程中的0~1800℃范圍內(nèi)液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面溫度。 | |
特點(diǎn) | |
●二線制輸出4~20mA,抗干擾能力強(qiáng);●節(jié)省補(bǔ)償導(dǎo)線及安裝溫度變送器費(fèi)用;●測量范圍大;●冷端溫度自動補(bǔ)償,非線性校正電路。 | |
工作原理 | |
熱電偶(阻)在工作狀態(tài)下所測得的熱電勢(電阻)的變化,經(jīng)過溫度變送器的電橋產(chǎn)生不平衡信號,經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成為4~20mA的直流電信號給工作儀表,工作儀表便顯示出所對應(yīng)的溫度值。 | |
主要技術(shù)參數(shù) | |
○產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)IEC584IEC1515IEC751JB/T7391-94○測溫范圍及允差●熱電阻 |
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