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計量論壇

標題: 數字溫度指示調節儀 [打印本頁]

作者: liaoxiaohua 時間: 2009-3-18 10:21
標題: 數字溫度指示調節儀
一、數字溫度指示調節儀概述
無論是簡單的還是復雜的測溫儀表，就其在測溫系統中的功能而言，一套完整的測溫儀表通常可以看成由感溫元件（一次儀表）和顯示儀表（二次儀表）兩部分組成。
數字儀表是一種能將被測的連續電量自動地變成數字量，然后進行編碼，并將被測電量以數字方式顯示或輸出的電測量儀表。熱電偶和熱電阻傳感器產生的都是與被測溫度相應的電量值，這個電量值經過變換、放大、模-數轉換、編碼，最后顯示被測量的溫度值或輸出相應的數字信號。由此實現了測溫儀表的數字化。
數字溫度指示調節儀是在精密測量技術，數字化測量技術，計算機技術和自動化技術的基礎上產生和發展起來的。隨著電子技術的發展，數字化測量技術已經普及到各個領域，特別是性能卓越的集成電路價格的降低，使數字技術進入溫度測控領域成為現實。自70年代末期，我國開始開發數字溫度指示調節儀。這種數字式的溫度儀表一經問世，便顯示出明顯的優勢，開始逐步地取代動圈式儀表，由此步入了測控溫儀表數字化的階段。到80年代末期，由于計算機技術的發展，特別是微型機和微處理器的普及，智能化儀表又獲得了飛速的發展，出現了帶微處理器的數字溫度指示調節儀、多路巡回檢測儀及可編程控制器等許多智能化測溫儀表。所述內容也適用于以直流電流、電壓和電阻作為模擬電信號輸入的數字指示及指示調節儀。該類數字指示及指示調節儀接受標準化模擬直流電信號或其他產生電阻變化的傳感器的信號就可以測量和控制其他物理量。所以過去統稱各種指示調節儀表為二次儀表，溫度指示調節儀表的檢定為二次儀表的檢定。
二、數字溫度指示調節儀的特點
數字溫度指示調節儀和指針式、光標式、補償式溫度指示調節儀表相比，有許多優點。現以數字指示調節儀和動圈式指示調節儀為例進行比較。數字儀表有如下優點。
(一)準確度高
數字溫度指示調節儀通常是3位和4位，它們的準確度一般是0．5％，0．2％和0．1％。而動圈式溫度指示調節儀的準確度只有1％。
（二）壽命長
采用CMOS大規模集成電路A／D轉換器，高精度低溫漂的集成運算放大器，使儀表具有穩定性好，平均無故障時間長的特點。
（三）分辨力高
動圈式溫度指示調節儀的刻度尺弧長只有110mm。在如此短的刻度尺上只能刻度30～50條刻度線，這就決定了它的分辨力不會很高。而3位數字溫度指示調節儀的最大顯示值為1999，相當于有1999條刻度線。而4位數字指示調節儀的最大顯示值為19999，相當于有19999條刻度線。可見數字溫度指示調節儀的分辨力比動圈式溫度指示調節儀要高得多。
（四）輸入阻抗高
動圈式溫度指示調節儀的內阻只有200W左右，因此它測量的準確度很容易受外電路（例如熱電偶及其補償導線電阻）的影響。而數字溫度指示調節儀的輸入阻抗通常都大于20kW，外電路給數字溫度指示調節儀帶來的測量誤差大為減少。
（五）耐震動且示值不受安裝位置的影響
由于動圈式儀表是張絲結構的儀表，這種結構決定了它有如下3個缺點：
1.受震動，張絲易斷。
2.受溫濕度及腐蝕性氣體的侵蝕，張絲表面易生成霉斑和銹斑，因而改變張絲的反作用力矩，使儀表測量失準。
3.傾斜對動圈儀表影響很大，因此它對安裝位置要求嚴格。
數字溫度指示調節儀因沒有可動部件，所以耐受振動強，并可承受惡劣環境條件。
（六）儀表采用模塊化設計
不同品種的數字顯示調節儀，都是由為數不多的、功能分離的模塊化電路組合而成。使維修簡單，調試方便。
（七）儀表品種繁多，配接靈活
當儀表內設置不同的變換電路，即可輸入不同類型的測量信號，而配置不同的調節電路，則可輸出多種控制。
（八）外型尺寸標準化
儀表外型尺寸和開孔尺寸均按國家標準或國際IEC標準設計。
（九）輸出多、功能強
可輸出統一標準的電信號，如：0～10mA,DC；4～20mA；DC及0～5V，DC；0～10V，DC。智能化儀表還可帶計算機通訊接口，能將測量結果以數字形式輸入計算機系統，實現生產過程的自動化。可有多種信號輸出和控制輸出。
控制輸出則有開關量、連續量輸出。控制方式有二位式、三位式、時間比例、PID和模糊控制等方式。
（十）對輸入信號進行線性化處理和冷端補償
由于熱電偶和熱電阻的輸出信號與溫度之間均為非線性關系，所以與熱電偶或熱電阻配套的儀表均配有線性化電路。前者還具有冷端溫度自動補償的功能，因而儀表測量準確度高。
（十一）數字顯示
用數碼管、液晶屏或光柱顯示被測值或偏差值，直觀、明了，讀數方便、無視差，準確度高。
但是，數字溫度指示調節儀也有一些缺點，如不能直觀地反映被測溫度的變化趨勢。同時，數字溫度指示調節儀的價格較高

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