溫控儀基礎知識

溫控儀根底知識綜合儀表分公司目錄產(chǎn)品用途

1工作原理2產(chǎn)品系列3相關標準4溫度計量單位5溫度傳感器6型號編制方法7調節(jié)方式8產(chǎn)品選型9常見問題102一、產(chǎn)品用途溫控儀主要用于-200℃~1800℃范圍內的溫度測量和自動控制，配上相應的變送器也可對壓力、流量、液位、濕度……參數(shù)進行顯示和調節(jié)。廣泛應用于塑料、包裝、食品、冶金、化工、制冷、醫(yī)療、熱處理……行業(yè)設備成套。返回目錄3二、工作原理下面以烘箱為例介紹如何組成一個最小的溫控系統(tǒng)，并闡述溫控儀的工作原理烘箱返回目錄4二、工作原理既然是控制烘箱內的溫度，那么烘箱這個載體本身是必不可少的〔即控制對象〕要想控制烘箱內的溫度，必須有一個感應溫度的器件，它安裝在烘箱內部，我們稱它溫度傳感器，它的作用是將溫度信號轉換為電信號

要想顯示和控制溫度，溫控儀也是必不可少的，它一般安裝在烘箱外部的面板上。一方面將測量的溫度值直觀顯示出來，另外，它還根據(jù)測量值與設定值〔目標值〕之差經(jīng)過比較〔運算〕后輸出控制指令改變儀表內部執(zhí)行器件的工作狀態(tài)〔如繼電器的通斷〕要想控制烘箱的溫度，還需要一個能夠改變烘箱內溫度的器件，它安裝在烘箱內部。如加熱器，加熱器通電時發(fā)熱，烘箱內溫度上升，加熱器斷電時，烘箱內自然降溫1、系統(tǒng)構成返回目錄5二、工作原理2、工作原理：溫度傳感器將溫度轉換為電信號輸入儀表，儀表將信號進行處理〔放大、非線性補償....〕后一路送至顯示電路進行顯示，另一路與設定值進行比較后獲取溫度誤差，然后根據(jù)該誤差按預定的調節(jié)方式進行比較〔運算〕后輸出控制指令改變儀表內部繼電器的通斷，以到達改變外部加熱器工作狀態(tài)從而改變烘箱內溫度的目的最小烘箱系統(tǒng)簡圖返回目錄6三、產(chǎn)品系列測量準確度：2.5級控制準確度：1.5級只具備最根本的測控溫功能輸入類型和測量范圍不可更改只有繼電器觸點開關輸出方式只能選擇二位式或時間比例調節(jié)方式1、T系列電子式溫度指示調節(jié)儀返回目錄7三、產(chǎn)品系列準確度：0.5級、1.0級輸入類型和測量范圍不可更改輸出方式有：繼電器觸點開關、固態(tài)繼電器驅動電壓、單相可控硅過零或移相觸發(fā)信號，直流電流可選擇二位式、三位式、時間比例、連續(xù)PID調節(jié)方式可附加報警和變送輸出功能2、XM系列數(shù)字溫度指示調節(jié)儀

返回目錄8三、產(chǎn)品系列準確度：0.2級模塊化結構，自由組態(tài)模式萬能輸入方式：可自由切換輸入類型〔熱電偶、熱電阻、直流電壓、直流電流、電阻共21種輸入信號〕和測量范圍3、XMT-8000系列智能工業(yè)調節(jié)器返回目錄9三、產(chǎn)品系列輸出方式有：繼電器觸點開關、固態(tài)繼電器驅動電壓、可控硅無觸點開關、單〔三相〕可控硅過零或移相觸發(fā)信號、直流電壓、直流電流可自由切換位式控制和PID控制方式，具備PID參數(shù)自整定功能集測量、控制、報警、變送、通訊、饋電于一身，具有完善的自檢、自保護功能

3、XMT-8000系列智能工業(yè)調節(jié)器返回目錄10三、產(chǎn)品系列準確度：0.2級輸入路數(shù)：6路模塊化結構，自由組態(tài)模式萬能輸入方式，可自由切換23種輸入信號集測量、報警、變送、開關量輸入／輸出、通訊、饋電于一身

4、MC-9000系列多路巡檢顯示報警儀5、WH-6000系列智能溫濕度控制器溫度準確度：±0.5℃；濕度準確度：±5％RH輸入路數(shù)：3路模塊化結構，自由組態(tài)模式自動檢測輸入模塊，即插即用集測量、控制、報警、變送、開關量輸入／輸出、通訊、饋電于一身返回目錄11四、相關標準溫控儀產(chǎn)品無國家、國際標準

Q/ZTY154-2006（T系列電子式溫度指示調節(jié)儀）

11Q/ZTY153-2006（XM系列數(shù)字溫度指示調節(jié)儀）

2Q/ZTY044-2004（XMT-8000系列智能工業(yè)調節(jié)器）

3我公司產(chǎn)品執(zhí)行企業(yè)標準

說明

國家取消了溫控儀產(chǎn)品制造計量器具許可證溫控儀產(chǎn)品無需3C認證

返回目錄12五、溫度計量單位攝氏度（oC）華氏度（oF）開爾文度（oK）序號說明對應公式1攝氏度轉華氏度（oC×9/5）+322華氏度轉攝氏度（oF-32）×5/93攝氏度轉開爾文度

oC+273.16321現(xiàn)在通用的國際單位制中溫度以開爾文(K)表示，這個溫度單位也是根本單位。嚴格說來，溫度單位的選擇實際上是一個溫標問題。熱學開展史中出現(xiàn)過華氏溫標、列式溫示、蘭氏溫標、攝氏溫標、氣體溫標和熱力學溫標等返回目錄13探頭式熱電偶、熱電阻卡簧式熱電偶、熱電阻六、溫度傳感器與溫控儀配套使用的溫度傳感器主要有熱電偶和熱電阻兩種

返回目錄14六、溫度傳感器螺釘式熱電偶、熱電阻裝配式熱電偶、熱電阻工業(yè)用裝配式熱電偶、熱電阻可以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0℃到1800℃范圍的液體、蒸汽和氣體介質以及固體的表面溫度。通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成返回目錄15六、溫度傳感器鎧裝熱電偶、熱電阻防爆熱電偶、熱電阻鎧裝熱電偶、熱電阻是用于-200～+1700℃范圍內,最新型可靠的接觸式測溫傳感器。其結構是將測溫元件、絕緣材料和金屬套管經(jīng)拉制而成的鞏固實體。它具有直徑小、可彎曲、耐高壓、抗振動、熱響應快和可靠性高等優(yōu)點。防爆原理:利用間隙隔爆原理，設計具有足夠強度的接線盒等部件，將所有會產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的零部件都密封在接線盒內，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不傳到腔外。返回目錄16六、溫度傳感器熱電偶1簡單理解：將兩根不同材料的金屬線〔或合金〕的一端連在一起就成了熱電偶。熱電偶特性：當熱電偶兩端存在溫度差時，熱電偶冷端將有電壓輸出，其輸出電壓的大小只與兩端的溫度差和熱電偶的材料有關系，和熱電偶的幾何尺寸無關，這說明熱電偶可遠距離測量而不影響測溫準確度。熱電偶為什么會產(chǎn)生熱電勢？不同材料的電子濃度不一樣〔接觸電勢〕，不同溫度的電子能量不一樣〔溫差電勢〕，這樣就必然產(chǎn)生電子的擴散，電子的擴散形成了電場，電場到達動態(tài)的平衡產(chǎn)生了熱電勢。熱電偶的輸出以溫差電勢為主。返回目錄17六、溫度傳感器IEC〔國際電工組織〕推薦了8種分度號的熱電偶：SRBKNEJT，其中K、S、E最為常用分度號指的是組成熱電偶的材料。比方組成K分度號的熱電偶的材料為鎳鉻－鎳硅當熱電偶的材料確定時，熱電偶的輸出電壓只與兩端的溫度差有關系，通過測量熱電偶在不同溫度時的輸出電壓，制成了全球通用的熱電偶分度表某些熱電偶〔如S、B等〕由貴重金屬制成，價格非常昂貴，當測溫點很遠時熱電偶本錢相當?shù)母?，為此人們尋找可以替代熱電偶進行遠程連接的材料，這就是補償導線補償導線在常溫段具有與熱電偶完全一致的熱電特性，因此可在遠距離測量時替代熱電偶與儀表進行連接返回目錄18六、溫度傳感器簡單理解：將金屬絲繞制在各種骨架上就成了熱電阻熱電阻的特性：當熱電阻所處的溫度不同時，其本身的電阻值會發(fā)生變化。熱電阻利用的是不同金屬材料的溫度特性。由于引線電阻會與熱電阻本身進行疊加，所以熱電阻不適合遠距離測量〔可現(xiàn)場修正誤差時除外〕熱電阻2返回目錄19六、溫度傳感器IEC〔國際電工組織〕推薦了4種分度號的熱電阻：Cu50Cu100Pt10Pt100，其中Cu50、Pt100最為常用。通過測量熱電阻在不同溫度時的電阻，制成了全球通用的熱電阻分度表。熱電阻常用的接線方式有二線制、三線制和四線制，四線制主要用于實驗精密測量，我們公司生產(chǎn)的儀表輸入要求配用三線制的熱電阻。實際上二線制和三線制可以相互轉換，見以下圖：返回目錄20六、溫度傳感器熱電偶鎳鉻－銅鎳E:0~800℃鎳鉻－鎳硅K:0~1300℃鉑銠10－鉑S:0~1600℃鉑銠30-鉑銠6B：0~1800℃熱電阻鉑電阻Pt100:-200℃~850℃銅電阻Cu50:-50℃~150℃常用溫度傳感器測溫范圍3實際應用時至少保存20%余額返回目錄21七、型號編制方法由于溫控儀沒有國家標準，各生產(chǎn)廠家各自為政，市場比較混亂，這給產(chǎn)品銷售帶來一定的難度。下面以XMT－8000智能工業(yè)調節(jié)器為例說明產(chǎn)品型號編制的方法。XMT－8000智能工業(yè)調節(jié)器集測量、控制、報警、變送、通訊、饋電于一身，下面的型號定義中這幾個方面得到了完全表達：XMT□–8□□□-□□□①②③④⑤⑥⑦⑧⑨①模擬信號輸入的數(shù)字式指示控制儀②儀外表板尺寸代碼A:96×96mmD:72×72mmE:48×96mmF:96×48mmG:48×48mmH:160×80mmS:80×160mm③設計序號：8返回目錄22七、型號編制方法④控制輸出方式0:無控制輸出1:可控硅無觸點開關輸出2:繼電器觸點開關輸出4:固態(tài)繼電器驅動電壓輸出5:單相可控硅移相觸發(fā)信號輸出6:單相可控硅過零觸發(fā)信號輸出7:三相可控硅移相觸發(fā)信號輸出8:三相可控硅過零觸發(fā)信號輸出9:直流電流輸出⑤報警輸出方式0:無報警輸出1:一路報警輸出2:兩路報警輸出

⑥輸入信號1:自由輸入⑦變送功能無：無變送功能B：直流電流變送輸出⑧通訊功能無：無通訊功能S：RS485通訊⑨饋電輸出方式無：無饋電輸出1:DC24V2:DC12V3:DC10V4:DC5V返回目錄23八、調節(jié)方式開關式控制〔二位式、三位式〕使用簡單，設置好溫度值即可，無需調試，適用性強超調大，穩(wěn)定性差三位式完全兼容二位式，其主要應用如下：當作一個二位式來用下限作溫度控制，上限作超溫報警下限控制主加熱器，上限控制輔助加熱器上下限結合起來，將溫度控制在一個范圍帶1、位式控制返回目錄24八、調節(jié)方式改變某一時間間隔內的通斷時間比超調小，穩(wěn)定性好存在靜差〔不受儀表控制〕，需手動修正，現(xiàn)場調試麻煩，對操作人員要求較高2、時間比例控制返回目錄25八、調節(jié)方式比例、積分、微分控制，是目前應用最廣的一種控制方式，適用于各種不同工業(yè)參數(shù)的控制。超調小，穩(wěn)定性好可自動消除靜差P：比例I：積分D：微分控制效果的好壞與PID參數(shù)的設置有直接關系，一般PID控制的儀表均提供自整定〔自適應〕功能3、PID控制返回目錄26九、產(chǎn)品選型產(chǎn)品選型主要是根據(jù)客戶要求按照型號編制方法填空，下面以XMT－8000智能工業(yè)調節(jié)器為例說明具體選型步驟：1.溫控儀主要用于機械設備成套，涉及到儀表的安裝問題，必須首先確認儀表外形尺寸2.是否需要控制功能，如有控制輸出，根據(jù)外部執(zhí)行機構選擇相應的輸出類型：a〕中間繼電器或交流接觸器：選擇可控硅無觸點開關輸出或繼電器觸點開關輸出；可控硅無觸點開關：無機械壽命限制，無火花，無環(huán)境噪聲，光耦隔離繼電器觸點開關輸出：會產(chǎn)生火花，有機械壽命限制，產(chǎn)生環(huán)境噪聲b)固態(tài)繼電器：選擇固態(tài)繼電器驅動電壓輸出無機械壽命限制，無火花，無環(huán)境噪聲，光耦隔離，用弱電控制強電返回目錄27九、如何選型c)可控硅：如控制單相負載：選擇單相可控硅移相觸發(fā)信號輸出或單相可控硅過零觸發(fā)信號輸出；如控制三相負載：選擇三相可控硅移相觸發(fā)信號輸出或三相可控硅過零觸發(fā)信號輸出；無機械壽命限制，無火花，無環(huán)境噪聲，光耦隔離?？煽毓柽^零對電網(wǎng)無污染，但輸出只有通斷兩種狀態(tài)，不能調壓；可控硅移相會對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，但可調壓。

d)變頻器或可控硅觸發(fā)器：選擇直流電流輸出

3、是否需要報警功能，需要幾路報警輸出

4、是否需要變送功能

5、是否需要通訊功能

6、是否需要饋電輸出返回目錄28九、產(chǎn)品選型XMT-8000智能工業(yè)調節(jié)器采用萬能輸入方式，輸入類型和測量范圍可自由切換，無需說明配用的傳感器類型和測量范圍；由于報警方式可自由設置，每一路報警輸出可自由設置為上限絕對值報警、下限絕對值報警、上限偏差值報警、下限偏差值報警，所以只需說明需要幾路報警；由于變送輸出電流可在0-10mA、0-20mA、4-20mA之間自由切換，所以無需說明變送輸出規(guī)格；由于控制方式可在位式控制和PID控制方式之間自由切換，所以無需說明控制方式；1、XMT-8000智能工業(yè)調節(jié)器返回目錄29九、如何選型T系列電子式溫度指示調節(jié)儀和XM系列數(shù)字溫度指示調節(jié)儀的選型與XMT-8000智能工業(yè)調節(jié)器根本一致，他們需要說明以下參數(shù)〔詳見產(chǎn)品樣本〕：XMTA－2001E0-300℃TED－2301K0-400℃儀表外形尺寸儀表輸入類型及配用的溫度傳感器儀表測量范圍是否具備報警功能儀表的控制方式和輸出類型儀表的設定方式有無特殊要求2、T系列電子式溫度指示調節(jié)儀、XM系列數(shù)字溫度指示調節(jié)儀返回目錄30十、常見問題1.傳感器分度號與儀表輸入分度號不一致，無法測溫或測溫不準確。2.測量范圍選擇不當，測溫不準確。儀表的允許根本誤差與測量范圍成正比。3.熱電阻接線錯誤，無法測溫。儀表要求配用三線制熱電阻，如果配用二線制熱電阻將導致測