温度变送器

温度变送器
一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。

采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。

一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。

热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。

测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。

热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。

它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，再由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，最后放大转换为4～20mA电流输出信号。

为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故，变送器中还设有断电保护电路。

当热电偶断丝或接触不良时，变送器会输出最大值（28mA）以使仪表切断电源。

一体化温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。

一体化温度变送器的输出为统一的4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。

也可根据用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。

SBW系列温度变送器模块为24V供电、二线制的一体化变送器。

产品采用进口集成电路，将热电阻或热电偶的信号放大，并转换成4-20mA的输出电流,或0～5V的输出电压。

其中铠装变送器可以直接测量气体或液体的温度特别适用于低温范围测量，克服了冷凝水对测温所带来的影响.
热电阻
热电阻
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。

热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

防爆热电阻
热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。

因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。

目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即
Rt=Rt0[1+α（t-t0）]
式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。

半导体热敏电阻的阻值和温度关系为
Rt=AeB/t
式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。

相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上
热电阻温度测量原理
），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。

金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在过程控制中的应用极其广泛。

中国最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000；铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。

其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。

目前热电阻的引线主要有三种方式
○1二线制：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
○2三线制：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。

○3四线制：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测量误差。

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。

热电偶
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时，当两接合点热电偶温度不同时，就会在回路内产生热电流。

如果热电偶的工作端与参考端存有温差时，显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。

热电偶的热电动势将随着测量端温度升高而增长，它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关，与热电极的长度、直径无关。

各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。

热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：
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；
热电偶
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，这时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。

热电偶就是利用这一效应来工作的。

热电偶和热电阻区别
第一、信号的性质，热电阻本身是电阻，温度的变化，使电阻产生正的或者是负的阻值变化；而热电偶是产生感应电压的变化，他随温度的改变而改变。

虽然都是接触式测温仪表,但它们的测温范围不同，热电偶使用在温度较高的环境，如铂铑30---铂铑6(B型)测量范围为300度~~1600度,短期可测1800度。

S型测20~~1300(短期1600),K型测50~~1000，短期1200).XK型50~~600(800),E型40~~800(900).还有J型，T型等。

这类仪表一般用于500度以上的较高温度，低温区时输出热电势很低，当电势小时，对抗干扰措施和二次表和要求很高,否则测量不准,还有，在较低的温度区域，冷端温度的变化和环境温度的变化所引起的相对误差就显得很突出，不易得到全补偿。

这时在中低温度时，一般使用热电阻测温范围为200~~500,甚至还可测更低的温度(如用碳电阻可测到1K左右的低温).现在正常使用铂热电阻Pt100，(也有Pt50、100和50代表热电阻在0度时的阻值。

在旧分度号中用BA1,BA2来表示,BA1在0度时阻值为46欧姆，在工业上也有用铜电阻,分度号为CU50和CU100，但测温范围较小，在50~~150之间，在一些特殊场合还有铟电阻、锰电阻等)。

第二、两种传感器检测的温度范围不一样，热阻一般检测0-150度温度范围（当然可以检测负温度），热电偶可检测0-1000度的温度范围（甚至更高）所以，前者是低温检测，后者是高温检测。

第三、从材料上分，热阻是一种金属材料，具有温度敏感变化的金属材料，热电偶是双金属材料，即两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。

第四、工作中的现场判断
热电偶有正负极、补偿导线也有正负之分，首先保证连接，配置准确。

在运行中，常见的有短路，断路，接触不良(用万用表可判断)和变质(根据表面颜色来鉴别)。

检查时，要使热电偶与二次表分开，用工具短接二次表上的补偿线，表指示室温，再短接热电偶接线端子，表指示热电偶所在的环境温度(若不是，补偿线有故障)，再用万用表mv档大体估量热电偶的热电势(如正常，请检查工艺）。