自动化仪表中的温度补偿技术探讨

自动化仪表中的温度补偿技术探讨

发表时间：2019-08-15T16:24:48.763Z 来源：《当代电力文化》2019年第07期作者：贺满春

[导读] 近年来，随着全球经济的不断发展，经济全球化的程度不断的加深，市场环境也变的越来越复杂，

南京南钢产业发展有限公司江苏南京 210035

摘要：近年来，随着全球经济的不断发展，经济全球化的程度不断的加深，市场环境也变的越来越复杂，这就对制造企业的发展提出了挑战，企业的生产效率成为力衡量一个企业综合实力的重要标志，因此越来越多的企业不断的对自动化设备进行大量的采购，来代替传统的人工生产的模式，来不断的提升企业的生产力，而自动化设备的生产企业在进行设备的设计时，各类仪表的使用是必不可少的，它可以有效的反映了设备的运行状况，并通过仪表的数据参数对出产品在生产过程中的工艺加以控制，保证产品性能的稳定和质量的保证。然而在实际的生产过程中，环境中温度的改变成为了影响仪表工作的一个主要因素，其对仪表内部的原件会产生相应的影响，导致仪表在进行工作时会产生误差，这就需要采取一系列的措施来对仪表进行温度补偿。目前，运用最广泛的温度补偿技术就是并联式温度补偿和反馈式的温度补偿，对其原理进行了解，可以有效的提高仪表的工作能力，为自动化设备运行的过程中提供稳定的参数指示，提高设备的运行效率。

关键词：自动化仪表；温度补偿；技术探讨

1 前言

随着社会经济的不断发展，制造企业的生产力也得到了不断的提高，这得益于设备自动化程度的不断加深，而在进行自动化设备的设计时，各类仪表的使用是必不可少的，它们反映了设备的运行状况，是自动化设备在运行过程中所必须关注的数据参数，只有保证有稳定的参数显示，才能在生产过程中保证产品性能的稳定性，提高生产的效率及品质。然而在实际生产过程中，自动化设备所放置的区域多数为自然环境，其中影响仪表工作的一个主要因素就是环境中的温度变化，使得自动化设备的仪表在进行工作时会产生误差，这就对仪表的设计及制造过程提出了相应的要求，应运用一定的技术措施来应对仪表应环境温度的变化而产生的误差，通常这些技术被称为仪表的温度补偿技术。

2 自动化仪表的温度误差及产生的原因

自动化设备的仪表主要存在着基本误差和附加误差。基本误差是指在进行进行设计和制造自动化设备的仪表的过程中，由于其制造工艺的精度及其他方面的因素而导致误差，这种误差在仪表制造之初就存在的，是不可避免的。而附加误差则是当仪表在随着自动化设备进入工作现场使用之后，由于现场环境因素的改变而导致仪表偏差而产生的误差。而自动化设备产生所受的环境因素最主要的就是温度。若不对这些误差进行处理，将导致仪表在设备运行的过程中无法提供准确的参数，增加了设备运行的不稳定性，进而使得产品的质量得不到足够的保证。

2.1 游丝弹性改变

游丝在自动化仪表中起着十分重要的作用，当有电流通过时仪表内的固定线圈会发生电磁效应而建立起一个稳定的磁场，而游丝会在仪表指针通过磁场的作用发生转动时提供一个反作用力，从而使仪表能够达到一个平衡状态，而目前游丝大多采用锡青铜和一些特殊的合金等材料制做而成，一旦环境温度发生变化，游丝的弹性也会相应的随之产生变化，通常当温度升高时，游戏的弹性会相应的变弱，导致其在工作时所产生的反作用力减弱，此时在进行读数时，仪表上显示的数值会出现偏高的现象。

2.2 永久磁铁的磁性改变

在自动化仪表的设计和制造过程中，永久磁铁也是一种常用的材料，通过对永久磁铁的磁性进行分析，找出其与仪表工作过程中的规律，并加以利用，可以制造出可靠的仪表。然而无论什么材料，磁性并不是一成不变的，它也会受到环境温度的改变而发生变化，甚至是失去原有的磁性，一般来说，磁性是会随着温度的升高而降低的，若不对该系数进行补偿，就会得自动化仪表在实际的生产活动中，随着季节和天气的变化，出现仪表数据发生偏差的现象，影响仪表的精度。

2.3 电阻温度系数的改变

通常情况下，自动化仪表中所使用的电阻包含有可动线圈电阻、弹性零件电阻以及线路部分的电阻，其材质都是铜线，并经过缠绕而成，而当温度改变时，会对整个电阻的阻值产生相应的变化，一般来说，温度越高，电阻值就会变的越大，其变化关系被称之为电阻温度系数，然而随着环境温度的改变，仪表内部电阻的电阻温度系数会产生一定的变化，这就需要采取措施对其进行补偿，以保证仪表的精确度，降低仪表因温度变化而产生的附加误差。

3 温度补偿的原理

3.1 自动化仪表对温度的有害灵敏度

自动化仪表在实际的工作过程中，或多或少的都会受到环境变化的影响，但其所受影响的程度不仅跟温度的变化幅度有关，同时也跟自身材料的性质有关。

要想降低自动化仪表所受的环境变化的影响，就必须要考虑到温度变化与仪表数据偏差之间的关系，通过大量的研究，将自动化仪表的输出值的变化除以温度的变化所得到的比值，可以有效的反映出仪表输出的误差与温度变化的关系，这被称之为有害灵敏度。通过对有害灵敏度的研究可以直观的反映出温度的变化对仪表所带来的误差，进而可以通过相应的技术对仪表进行温度补偿来降低甚至消除这种误差。

3.2 并联式温度补偿原理

在对自动化仪表进行温度补偿的研究中，并联式温度补偿技术被广泛的应用，通过在仪表内部添加温度补偿环节，采取并联连接的方式将其与仪表部分进行结合，并通过大量的实验，并对实验数据进行严谨的分析处理，找到其与仪表部分相符合的一种温度补偿的手段，从而达到仪表不随温度变化而发生改变的目的。并联式温度补偿是一种比较简单的技术，在实际的运用中拥有成本低的优点，并且其实现方式也比较方便，但是并联式温度补偿技术只能对自动化仪表达到一种近似的补偿，这与其特性曲线有关。一般并联式温度补偿的方法包

括热敏电阻的温度补偿、热电偶的温度补偿等补偿方式。

3.2 反馈式温度补偿原理

对自动化仪表进行温度补偿的另一种方式就是反馈式的温度补偿，其补偿原理是一种负反馈技术，其重要特点是通过对仪表输出零点的确定，并通过不断的测试以了解仪表随温度变化的灵敏度，并通过一定的信号转换达到自动改变仪表零点及灵敏度，以补偿掉环境对仪表的影响。反馈式温度补偿技术相比并联式温度补偿技术，可以对除了环境温度以外的其它各种的干扰因素做到自动的补偿，它的出现在很大程度上提高了仪表的温度补偿的精度，目前来说反馈式温度补偿的技术还不够成熟，需要人们对其进行不断的完善，才能制造出适应范围更广的自动化仪表。

4 结语

总而言之，并联式温度补偿和反馈式的温度补偿是目前运用最广泛的两种温度补偿方式，其中并联式温度补偿方式拥有操作简单、成本相对较低、比较容易实现的特点，但其在进行温度补偿时的精度较低，只能做到一种近似的补偿，因此该方式多用于在较为简单的温度补偿的仪表的设计中。而反馈式温度补偿除了能够对环境中温度变化的影响进行补偿，还能够针对其它各种的干扰因素做到自动的补偿，这样就提高了仪表的适应性，采用该技术能够使得自动化设备在更为复杂的环境中保证仪表的精度，降低仪表因环境因素而受到的干扰。

参考文献：

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