一體化熱電偶/熱電阻是在熱電偶/熱電阻的基礎上增加溫度變送功能或附加現場顯示功能,即在原熱電偶/熱電阻的接線盒內裝上溫度變送器模塊以及采用現場顯示接線盒安裝顯示表頭,實際應用有以下6種形式:
性能 類別 | 溫度變送器 | 遠傳信號 | 現場顯示 | 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場顯示的一體化熱電偶/熱電阻(隔爆) | 模塊 | 4~20mA | 液晶數顯 | 現場顯示接線盒 | 外供24VDC |
電池供電帶現場數顯的一體化熱電偶/熱電阻 | 轉換電路 | 無 | 液晶數顯 | 現場顯示接線盒 | 電池9VDC |
帶雙金屬溫度計現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 | 防水接線盒 防濺接線盒 | 無 |
帶溫度變送器現場顯示的分離安裝一體化熱電偶/熱電阻 | 模塊 | 4~20mA | 液晶數顯 | 現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 | 數字可編程 | 數字HART | 數字現場總線 | ||
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 數字信號 | 4~20mA量程可調 HART信號 | 量程可調 數字信號+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準信號的大小直接相關,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使用需要調節(jié)。
關于溫度的計算,量程范圍與輸出電流范圍成線性一一對應,即量程的最小值和最大值分別對應輸出電流的最小值4mA和最大值20mA,中間數值按比例一一對應。例如0~600℃,對應4~20mA,那么200℃就應該對應輸出電流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
一體化熱電偶/熱電阻是在熱電偶/熱電阻的基礎上發(fā)展起來的新產品,是熱電偶/熱電阻應用的一大技術,適用于所有的熱電偶/熱電阻的使用場合,除具備熱電偶/熱電阻的全部特點以外,還有以下特點:
1) 溫度變送器將熱電偶/熱電阻的非線性信號轉換成線性的統(tǒng)一的標準化的電信號;
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0.1%,一體化結構使測溫系統(tǒng)的精度更容易;
5) 溫度變送器具有冷端溫度補償和非線性校正功能;
6) 不用補償導線或三芯同阻電纜,使用普通兩芯電纜,安裝質量容易且成本低;
7) 現場顯示功能大大方便了現場使用;
8) 溫度遠傳或顯示范圍可任意設定,分辨率高,數據性高;
9) 溫度變送器具備數字信號擴展功能,如可編程和通訊。
一體化熱電偶/熱電阻的選型說明
帶溫度變送器或現場顯示的一體化熱電偶/熱電阻的選型步驟:
1、 根據被測溫介質的溫度和工況,合理選擇熱電偶或熱電阻。詳見熱電偶/熱電阻選型的有關內容。
2、 根據環(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。當現場環(huán)境高于60℃或粉塵氣氛污染嚴重時,建議溫度變送器及顯示表頭與熱電偶/熱電阻分離安裝;當環(huán)境溫度為50~60℃或被測溫設備表面溫度偏高時,建議增加表頭安裝高度至250mm或更高。
3、 根據操作使用要求,確定是否帶現場顯示表頭以及表頭的種類。需要從較遠處觀察溫度時,建議選用帶雙金屬溫度計顯示現場溫度的一體化熱電偶/熱電阻。
4、 根據企業(yè)測控系統(tǒng)對具體測溫點的要求,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入計算機監(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、 根據實際使用溫度范圍確定溫度變送器的量程。
6、 根據一體化熱電偶/熱電阻的型號標記方法正確表達,詳見后面的產品介紹舉例。
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高鋁質管3 Φ20高鋁質管 | 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,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構簡單、節(jié)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、工作等優(yōu)點。 |
二、主要技術數據 |
熱電阻溫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。測溫熱電阻信號轉換放大后,再由線性電路對溫度與電阻的非線性關系進行補償,經V/I轉換電路后輸出一個與被測溫度成線性關系的4~20mA的恒流信號。 熱電偶溫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。 一體化溫度變送器的輸出為統(tǒng)一的4~20mA信號;可與微機系統(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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
●二線制輸出4~20mA,抗干擾能力強; ●節(jié)省補償導線及安裝溫度變送器費用; ●測量范圍大; ●冷端溫度自動補償,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,經過溫度變送器的電橋產生不平衡信號,經放大后轉換成為4~20mA的直流電信號給工作儀表,工作儀表便顯示出所對應的溫度值。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
主要技術參數 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
○產品執(zhí)行標準 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,負載電阻250Ω,傳輸導線電阻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不小于50Ω | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熱響應時間 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
當溫度出現階躍變化時,儀表的電流輸出信號變化至相當于該階躍變化的50所需的時間,通常以τ0.5表示當溫度變送器的階躍響應穩(wěn)定時間不超過熱電偶阻熱響應穩(wěn)定時間τ0.5的五分之一時,則用熱電偶阻熱響應時間作為儀表的熱響時間; 當溫度變送器的階躍響應穩(wěn)定時間不超過熱電偶(阻)熱響應穩(wěn)定時間τ0.5的二分之一時,則用溫度變送器熱響應時間作為儀表的熱響應時間。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
基本誤差 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
儀表的基本誤差應不超過熱電偶(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、電子計算機等配套使用,輸出4-20mA,直接測量生產現場存在碳氯化合物等爆炸物的-200℃-1300℃范圍內液體、蒸汽的氣體 質以及固體表面溫度。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆特點 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
二線制輸出4-20mA,抗干擾能力強; 節(jié)省補償導線及安裝溫度變送器費用; 安全,使用壽命長; 冷端溫度自動補償,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,經過溫度變送器的電橋產生不平衡信號,經放大后轉換成為4-20mA電信號給工作儀表,工作儀表便顯示所對應的溫度值。 隔爆熱電偶(阻)利用間隙隔爆原理,當腔內發(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,從而進行測溫。熱電偶(阻)產生的熱電勢(電阻值)經過溫度變送器的電橋產生不平衡信號,經放大后轉換成為4-20mA的直流電信號給工人儀表,工作儀表顯示出所對應的溫度值。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆主要技術參數 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
產品執(zhí)行標準 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 ,負載電阻250,傳輸導線電阻 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;數字顯示式0.5級. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
供電電源:24V.DC±10℅ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
防護等級:IP65 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
防爆等級: 隔爆型:dⅡBT4 dⅡCT5 dⅡCT6 本質安全型:iaⅡCT6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
絕緣電阻:儀表輸出接線端子與外殼之間的絕緣電阻應不小于50. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熱響應時間: 當溫度出現階躍變化時,儀表的電流輸出信號變化至相當于該階躍變化的50%所需的時間 ,通常以t0.5表示當溫度變送器的階躍響應穩(wěn)定時間不超過熱電偶(阻)熱響應穩(wěn)定時間t0.5的五分之一時,則用熱電偶(阻)熱響應時間作為儀表的熱響應時間;當溫度變送器的階躍熱響應穩(wěn)定時間不超過熱電偶(阻)熱響應穩(wěn)定時間t0.5的二分之一時,則用溫度變送器熱響應時間作為儀表的熱響應時間; | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
基本誤差: 儀表的基本誤差應不超過熱電偶(阻)和溫度變送器基本誤差的合成誤差。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
◆選型方式 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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應用 | |
通常和顯示儀表、記錄儀表、電子計算機等配套使用,輸出4~20mA。直接測量各種生產過程中的0~1800℃范圍內液體、蒸汽和氣體介質以及固體表面溫度。 | |
特點 | |
●二線制輸出4~20mA,抗干擾能力強; ●節(jié)省補償導線及安裝溫度變送器費用; ●測量范圍大; ●冷端溫度自動補償,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,經過溫度變送器的電橋產生不平衡信號,經放大后轉換成為4~20mA的直流電信號給工作儀表,工作儀表便顯示出所對應的溫度值。 | |
主要技術參數 | |
○產品執(zhí)行標準 IEC584 IEC1515 IEC751 JB/T7391-94 ○測溫范圍及允差 ●熱電阻 |
應用 | |
通常和顯示儀表、記錄儀表、電子計算機等配套使用,輸出4~20mA。直接測量各種生產過程中的0~1800℃范圍內液體、蒸汽和氣體介質以及固體表面溫度。 | |
特點 | |
●二線制輸出4~20mA,抗干擾能力強;●節(jié)省補償導線及安裝溫度變送器費用;●測量范圍大;●冷端溫度自動補償,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,經過溫度變送器的電橋產生不平衡信號,經放大后轉換成為4~20mA的直流電信號給工作儀表,工作儀表便顯示出所對應的溫度值。 | |
主要技術參數 | |
○產品執(zhí)行標準IEC584IEC1515IEC751JB/T7391-94○測溫范圍及允差●熱電阻 |
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