溫度儀表培訓(xùn)課件

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曹峰2022.09.09溫度儀表培訓(xùn)課件天津聯(lián)維乙烯工程有限公司

目錄一、常見溫度計(jì)有哪些二、常見溫度變送器有哪些三、熱電阻工作原理四、熱電阻常見故障處理五、熱電偶工作原理六、熱電偶常見故障處理七、熱電阻與熱電偶的區(qū)別八、熱電阻與熱電偶的計(jì)算公式九、溫度儀表巡檢注意事項(xiàng)SNXTE一、常見溫度計(jì)有哪些熱電阻、熱電偶、雙金屬溫度計(jì)、測(cè)溫槍二、常見溫度變送器有哪些羅斯蒙特248、644、3144，西門子、E+H三、熱電阻工作原理

1、概述：熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻一般由熱電阻體、絕緣套管、保護(hù)套管、接線盒等部分組成。2、熱電阻工作原理熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測(cè)量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。

相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測(cè)溫范圍只有-50～300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測(cè)和控制。金屬熱電阻一般適用于-200～500℃范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特點(diǎn)是

測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在工程控制中的應(yīng)用極其廣泛。3、熱電阻材料從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導(dǎo)體都有這個(gè)性質(zhì)，但并不是都能用作測(cè)溫?zé)犭娮?，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系（最好呈線性關(guān)系）。

目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅。鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小；銅電阻在測(cè)溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度線性系數(shù)大，適用于無腐蝕介質(zhì)，超過150℃易被氧化。4、接線方式

熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號(hào)通過引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有較大的影響。目前熱電阻的引線主要有三種方式:

①二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號(hào)的方式叫二線制：這種引線方法很簡(jiǎn)單，但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻r，r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長(zhǎng)度的因素有關(guān)，因此這種引線方式只適用于測(cè)量精度較低的場(chǎng)合。

②三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的最常用的引線電阻。③四線制：在熱電阻的根部?jī)啥烁鬟B接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測(cè)。

熱電阻采用三線制接法是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。這是因?yàn)闇y(cè)量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻，其連接導(dǎo)線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測(cè)量誤差。采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測(cè)量誤差。工業(yè)上一般都采用三線制接法。三線制接法熱電阻三線制信號(hào)走向：現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)—>機(jī)柜間卡件—>控制器—>上位四、熱電阻常見故障及處理方法1、熱電阻斷路和短路處理方法：斷路和短路是很容易判斷的，可用萬用表的“×1Ω”檔，如測(cè)得的阻值小于R0，則可能有短路的地方；若萬用表指示為無窮大，則可判定電阻體已斷路。電阻體短路一般較易處理，只要不影響電阻絲長(zhǎng)短和粗細(xì)，找到短路處進(jìn)行吹干，加強(qiáng)絕緣即可。電阻體斷路修理必須要改變電阻絲的長(zhǎng)短而影響電阻值，為此以更換新的電阻體為好，若采用焊接修理，焊接后要校驗(yàn)合格后才能使用。2、顯示儀表指示值比實(shí)際值低或示值不穩(wěn)處理方法：保護(hù)管內(nèi)有金屬屑、灰塵，接線柱間臟污及熱電阻短路（積水等）除去金屬屑，清掃灰塵、水滴等，找到短路點(diǎn)，加強(qiáng)絕緣等。3、顯示儀表指示無窮大處理方法：熱電阻或引出線斷路及接線端子松動(dòng)，更換電阻體，或焊接及擰緊接線端子螺絲等。五、熱電偶工作原理1.熱電偶的基礎(chǔ)知識(shí)熱電偶（thermocouple）是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件，它直接測(cè)量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管（絕緣套管）和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。常見鎧裝熱電偶熱電偶七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶

2、熱電偶測(cè)溫的基本原理兩種不同成份材質(zhì)的導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就有電流通過，此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)—熱電動(dòng)勢(shì)，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeckeffect）。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù)關(guān)系，制成熱電偶分度表；分度表是自由端溫度在0℃時(shí)的條件下得到，不同的熱電偶具有不同的分度表。熱電偶信號(hào)走向：現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)—>溫度變送器—>機(jī)柜間AI卡件—>控制器—>上位3、熱電偶的冷端補(bǔ)償補(bǔ)償導(dǎo)線的作用：是用來延伸熱電極即移動(dòng)熱電偶的冷端，與顯示儀表聯(lián)接構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)。補(bǔ)償導(dǎo)線六、熱電偶常見故障及處理方法

1、熱電勢(shì)比實(shí)際值?。@示儀表指示值偏低）處理方法：熱電極短路找出短路原因，如因潮濕所致，則需進(jìn)行干燥；如因絕緣子損壞所致，則需更換絕緣子;熱電偶熱電極變質(zhì)在長(zhǎng)度允許的情況下，剪去變質(zhì)段重新焊接，或更換新熱電偶

2、熱電偶的接線柱處積灰造成短路處理方法：清掃積灰

3、補(bǔ)償導(dǎo)線線間短路處理方法：找出短路點(diǎn)，加強(qiáng)絕緣或更換補(bǔ)償導(dǎo)線

4、補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶極性接反處理方法：重新接正確5、補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶不配套處理方法：更換相配套的補(bǔ)償導(dǎo)線6、熱電偶安裝位置不當(dāng)或插入深度不符合要求處理方法：重新按規(guī)定安裝7、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償不符合要求處理方法：調(diào)整冷端補(bǔ)償器8、熱電偶與顯示儀表不配套處理方法：更換熱電偶或顯示儀表使之相配套9、熱電勢(shì)比實(shí)際值大（顯示儀表指示值偏高）處理方法：熱電偶與顯示儀表不配套更換熱電偶或顯示儀表使之相配套10、有直流干擾信號(hào)進(jìn)入處理方法：排除直流干擾11、熱電勢(shì)輸出不穩(wěn)定處理方法：熱電偶接線柱與熱電極接觸不良將接線柱螺絲擰緊12、熱電偶測(cè)量線路絕緣破損引起斷續(xù)短路或接地處理方法：找出故障點(diǎn)，修復(fù)絕緣13、熱電偶安裝不牢或外部震動(dòng)處理方法：緊固熱電偶，消除震動(dòng)或采取減震措施14、熱電極將斷未斷處理方法：修復(fù)或更換熱電偶15、外界干擾（交流漏電，電磁感應(yīng)等）處理方法：查出干擾源，采取屏蔽措施16、熱電偶熱電勢(shì)誤差大處理方法：熱電極變質(zhì)更換熱電極七、熱電阻與熱電偶的區(qū)別1、從型號(hào)可以區(qū)分：WZ為熱電阻，WR為熱電偶。2、線制不同：熱電偶為2線制，熱電阻為2線制、3線制和4線制，常用的為3線制。3、測(cè)量原理不同：熱電阻隨溫度的升高阻值變大，熱電偶隨溫度的升高毫伏值變大。

4、輸出信號(hào)不同：熱電阻用萬用表測(cè)量電阻信號(hào)，熱電偶用萬用表測(cè)量電壓毫伏信號(hào)。

5、所用傳輸電纜不同：熱電阻到變送器用本安電纜，熱電偶到變送器用專用的補(bǔ)償導(dǎo)線。6、測(cè)溫范圍不同：熱電阻一般測(cè)量低溫，熱電偶一般測(cè)量高溫。

八、熱電阻與熱電偶的計(jì)算公式熱電阻的計(jì)算公式PT100熱電阻常見的有兩線制、三線制和四線制，今天主要以三線制為例講一下計(jì)算公式。AB=AC=115歐姆BC=5歐姆，計(jì)算一下實(shí)際溫度應(yīng)該為多少度？首先記住四句話：1、電阻每增加1歐姆，溫度大致升高2.5度。2、溫度每升高1度，電阻大致升高0.385歐姆。3、PT100熱電阻0度時(shí)電阻為100歐姆，50度時(shí)電阻119.4歐姆，100度時(shí)電阻為138.5歐姆。4、測(cè)量熱電阻的時(shí)候，必須斷開電源后再測(cè)量，才能保證準(zhǔn)確性。一、粗略計(jì)算過程：AB-BC=115-5=110歐姆110-100=10歐姆10*2.5=25度大致溫度為25度左右。二、想要知道更加準(zhǔn)確的溫度，則需要查PT100熱電阻的分度表，查一下110歐姆具體對(duì)應(yīng)的溫度109.35歐姆=24度，109.73歐姆=25度，110.12歐姆=26度熱電偶的計(jì)算公式以K型熱電偶為例，介紹一下兩種計(jì)算方法，熱端溫度為840度，840度的毫伏值為34.909mv，環(huán)境溫度為25度，25度的毫伏值為1mv，問DCS顯示多少度是正常溫度？粗略的計(jì)算方法是A:用萬用表測(cè)量熱端毫伏值為34.909mv對(duì)應(yīng)的溫度為840度，加上環(huán)境溫度25度，等于865度，DCS顯示溫度865度左右，這是很多老師傅教的計(jì)算方法，簡(jiǎn)單實(shí)用。精準(zhǔn)的計(jì)算方法是B:找一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)測(cè)出環(huán)境溫度25度，查分度表25度對(duì)應(yīng)的毫伏值為1mv，再測(cè)量熱端的毫伏值為34.909mv，兩個(gè)毫伏值相加等于35.909mv，再查分度表可以看出864度對(duì)應(yīng)35.880mv，865度對(duì)應(yīng)35.920mv，35.909mv對(duì)應(yīng)的溫度就是在864度到865度之間。從上面兩種計(jì)算方法可以看出來，老師傅的計(jì)算方法更實(shí)用一些，學(xué)習(xí)儀表要懂理論，也要學(xué)會(huì)變通，理論與實(shí)踐相結(jié)合