溫控儀基礎(chǔ)知識(shí)

溫控儀根底知識(shí)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)4溫度計(jì)量單位5溫度傳感器6型號(hào)編制方法7調(diào)節(jié)方式8產(chǎn)品選型9常見(jiàn)問(wèn)題102一、產(chǎn)品用途溫控儀主要用于-200℃~1800℃范圍內(nèi)的溫度測(cè)量和自動(dòng)控制，配上相應(yīng)的變送器也可對(duì)壓力、流量、液位、濕度……參數(shù)進(jìn)行顯示和調(diào)節(jié)。廣泛應(yīng)用于塑料、包裝、食品、冶金、化工、制冷、醫(yī)療、熱處理……行業(yè)設(shè)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(gè)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(nèi)的溫度，那么烘箱這個(gè)載體本身是必不可少的〔即控制對(duì)象〕要想控制烘箱內(nèi)的溫度，必須有一個(gè)感應(yīng)溫度的器件，它安裝在烘箱內(nèi)部，我們稱它溫度傳感器，它的作用是將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)

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(cè)量的溫度值直觀顯示出來(lái)，另外，它還根據(jù)測(cè)量值與設(shè)定值〔目標(biāo)值〕之差經(jīng)過(guò)比較〔運(yùn)算〕后輸出控制指令改變儀表內(nèi)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(gè)能夠改變烘箱內(nèi)溫度的器件，它安裝在烘箱內(nèi)部。如加熱器，加熱器通電時(shí)發(fā)熱，烘箱內(nèi)溫度上升，加熱器斷電時(shí)，烘箱內(nèi)自然降溫1、系統(tǒng)構(gòu)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(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入儀表，儀表將信號(hào)進(jìn)行處理〔放大、非線性補(bǔ)償....〕后一路送至顯示電路進(jìn)行顯示，另一路與設(shè)定值進(jìn)行比較后獲取溫度誤差，然后根據(jù)該誤差按預(yù)定的調(diào)節(jié)方式進(jìn)行比較〔運(yùn)算〕后輸出控制指令改變儀表內(nèi)部繼電器的通斷，以到達(dá)改變外部加熱器工作狀態(tài)從而改變烘箱內(nèi)溫度的目的最小烘箱系統(tǒng)簡(jiǎn)圖返回目錄6三、產(chǎn)品系列測(cè)量準(zhǔn)確度：2.5級(jí)控制準(zhǔn)確度：1.5級(jí)只具備最根本的測(cè)控溫功能輸入類型和測(cè)量范圍不可更改只有繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出方式只能選擇二位式或時(shí)間比例調(diào)節(jié)方式1、T系列電子式溫度指示調(diào)節(jié)儀返回目錄7三、產(chǎn)品系列準(zhǔn)確度：0.5級(jí)、1.0級(jí)輸入類型和測(cè)量范圍不可更改輸出方式有：繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電壓、單相可控硅過(guò)零或移相觸發(fā)信號(hào)，直流電流可選擇二位式、三位式、時(shí)間比例、連續(xù)PID調(diào)節(jié)方式可附加報(bào)警和變送輸出功能2、XM系列數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀

返回目錄8三、產(chǎn)品系列準(zhǔn)確度：0.2級(jí)模塊化結(jié)構(gòu)，自由組態(tài)模式萬(wàn)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(hào)〕和測(cè)量范圍3、XMT-8000系列智能工業(yè)調(diào)節(jié)器返回目錄9三、產(chǎn)品系列輸出方式有：繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電壓、可控硅無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、單〔三相〕可控硅過(guò)零或移相觸發(fā)信號(hào)、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(cè)量、控制、報(bào)警、變送、通訊、饋電于一身，具有完善的自檢、自保護(hù)功能

3、XMT-8000系列智能工業(yè)調(diào)節(jié)器返回目錄10三、產(chǎn)品系列準(zhǔn)確度：0.2級(jí)輸入路數(shù)：6路模塊化結(jié)構(gòu)，自由組態(tài)模式萬(wàn)能輸入方式，可自由切換23種輸入信號(hào)集測(cè)量、報(bào)警、變送、開(kāi)關(guān)量輸入／輸出、通訊、饋電于一身

4、MC-9000系列多路巡檢顯示報(bào)警儀5、WH-6000系列智能溫濕度控制器溫度準(zhǔn)確度：±0.5℃；濕度準(zhǔn)確度：±5％RH輸入路數(shù)：3路模塊化結(jié)構(gòu)，自由組態(tài)模式自動(dòng)檢測(cè)輸入模塊，即插即用集測(cè)量、控制、報(bào)警、變送、開(kāi)關(guān)量輸入／輸出、通訊、饋電于一身返回目錄11四、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)溫控儀產(chǎn)品無(wú)國(guó)家、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

Q/ZTY154-2006（T系列電子式溫度指示調(diào)節(jié)儀）

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

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

3我公司產(chǎn)品執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

說(shuō)明

國(guó)家取消了溫控儀產(chǎn)品制造計(jì)量器具許可證溫控儀產(chǎn)品無(wú)需3C認(rèn)證

返回目錄12五、溫度計(jì)量單位攝氏度（oC）華氏度（oF）開(kāi)爾文度（oK）序號(hào)說(shuō)明對(duì)應(yīng)公式1攝氏度轉(zhuǎn)華氏度（oC×9/5）+322華氏度轉(zhuǎn)攝氏度（oF-32）×5/93攝氏度轉(zhuǎn)開(kāi)爾文度

oC+273.16321現(xiàn)在通用的國(guó)際單位制中溫度以開(kāi)爾文(K)表示，這個(gè)溫度單位也是根本單位。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，溫度單位的選擇實(shí)際上是一個(gè)溫標(biāo)問(wèn)題。熱學(xué)開(kāi)展史中出現(xiàn)過(guò)華氏溫標(biāo)、列式溫示、蘭氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、氣體溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)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(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中從0℃到1800℃范圍的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)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(nèi),最新型可靠的接觸式測(cè)溫傳感器。其結(jié)構(gòu)是將測(cè)溫元件、絕緣材料和金屬套管經(jīng)拉制而成的鞏固實(shí)體。它具有直徑小、可彎曲、耐高壓、抗振動(dòng)、熱響應(yīng)快和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。防爆原理:利用間隙隔爆原理，設(shè)計(jì)具有足夠強(qiáng)度的接線盒等部件，將所有會(huì)產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度的零部件都密封在接線盒內(nèi)，當(dāng)腔內(nèi)發(fā)生爆炸時(shí)，能通過(guò)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(jiǎn)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(dāng)熱電偶兩端存在溫度差時(shí)，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(guān)系，和熱電偶的幾何尺寸無(wú)關(guān)，這說(shuō)明熱電偶可遠(yuǎn)距離測(cè)量而不影響測(cè)溫準(zhǔn)確度。熱電偶為什么會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)？不同材料的電子濃度不一樣〔接觸電勢(shì)〕，不同溫度的電子能量不一樣〔溫差電勢(shì)〕，這樣就必然產(chǎn)生電子的擴(kuò)散，電子的擴(kuò)散形成了電場(chǎng)，電場(chǎng)到達(dá)動(dòng)態(tài)的平衡產(chǎn)生了熱電勢(shì)。熱電偶的輸出以溫差電勢(shì)為主。返回目錄17六、溫度傳感器IEC〔國(guó)際電工組織〕推薦了8種分度號(hào)的熱電偶：SRBKNEJT，其中K、S、E最為常用分度號(hào)指的是組成熱電偶的材料。比方組成K分度號(hào)的熱電偶的材料為鎳鉻－鎳硅當(dāng)熱電偶的材料確定時(shí)，熱電偶的輸出電壓只與兩端的溫度差有關(guān)系，通過(guò)測(cè)量熱電偶在不同溫度時(shí)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(jià)格非常昂貴，當(dāng)測(cè)溫點(diǎn)很遠(yuǎn)時(shí)熱電偶本錢(qián)相當(dāng)?shù)母?，為此人們尋找可以替代熱電偶進(jìn)行遠(yuǎn)程連接的材料，這就是補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)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(yuǎn)距離測(cè)量時(shí)替代熱電偶與儀表進(jìn)行連接返回目錄18六、溫度傳感器簡(jiǎn)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(dāng)熱電阻所處的溫度不同時(shí)，其本身的電阻值會(huì)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(huì)與熱電阻本身進(jìn)行疊加，所以熱電阻不適合遠(yuǎn)距離測(cè)量〔可現(xiàn)場(chǎng)修正誤差時(shí)除外〕熱電阻2返回目錄19六、溫度傳感器IEC〔國(guó)際電工組織〕推薦了4種分度號(hào)的熱電阻：Cu50Cu100Pt10Pt100，其中Cu50、Pt100最為常用。通過(guò)測(cè)量熱電阻在不同溫度時(shí)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(shí)驗(yàn)精密測(cè)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(shí)際上二線制和三線制可以相互轉(zhuǎn)換，見(jiàn)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(cè)溫范圍3實(shí)際應(yīng)用時(shí)至少保存20%余額返回目錄21七、型號(hào)編制方法由于溫控儀沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，各生產(chǎn)廠家各自為政，市場(chǎng)比較混亂，這給產(chǎn)品銷售帶來(lái)一定的難度。下面以XMT－8000智能工業(yè)調(diào)節(jié)器為例說(shuō)明產(chǎn)品型號(hào)編制的方法。XMT－8000智能工業(yè)調(diào)節(jié)器集測(cè)量、控制、報(bào)警、變送、通訊、饋電于一身，下面的型號(hào)定義中這幾個(gè)方面得到了完全表達(dá)：XMT□–8□□□-□□□①②③④⑤⑥⑦⑧⑨①模擬信號(hào)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(shè)計(jì)序號(hào)：8返回目錄22七、型號(hào)編制方法④控制輸出方式0:無(wú)控制輸出1:可控硅無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出2:繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出4:固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電壓輸出5:單相可控硅移相觸發(fā)信號(hào)輸出6:單相可控硅過(guò)零觸發(fā)信號(hào)輸出7:三相可控硅移相觸發(fā)信號(hào)輸出8:三相可控硅過(guò)零觸發(fā)信號(hào)輸出9:直流電流輸出⑤報(bào)警輸出方式0:無(wú)報(bào)警輸出1:一路報(bào)警輸出2:兩路報(bào)警輸出

⑥輸入信號(hào)1:自由輸入⑦變送功能無(wú)：無(wú)變送功能B：直流電流變送輸出⑧通訊功能無(wú)：無(wú)通訊功能S：RS485通訊⑨饋電輸出方式無(wú)：無(wú)饋電輸出1:DC24V2:DC12V3:DC10V4:DC5V返回目錄23八、調(diào)節(jié)方式開(kāi)關(guān)式控制〔二位式、三位式〕使用簡(jiǎn)單，設(shè)置好溫度值即可，無(wú)需調(diào)試，適用性強(qiáng)超調(diào)大，穩(wěn)定性差三位式完全兼容二位式，其主要應(yīng)用如下：當(dāng)作一個(gè)二位式來(lái)用下限作溫度控制，上限作超溫報(bào)警下限控制主加熱器，上限控制輔助加熱器上下限結(jié)合起來(lái)，將溫度控制在一個(gè)范圍帶1、位式控制返回目錄24八、調(diào)節(jié)方式改變某一時(shí)間間隔內(nèi)的通斷時(shí)間比超調(diào)小，穩(wěn)定性好存在靜差〔不受儀表控制〕，需手動(dòng)修正，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試麻煩，對(duì)操作人員要求較高2、時(shí)間比例控制返回目錄25八、調(diào)節(jié)方式比例、積分、微分控制，是目前應(yīng)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(diào)小，穩(wěn)定性好可自動(dòng)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(shè)置有直接關(guān)系，一般PID控制的儀表均提供自整定〔自適應(yīng)〕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(hào)編制方法填空，下面以XMT－8000智能工業(yè)調(diào)節(jié)器為例說(shuō)明具體選型步驟：1.溫控儀主要用于機(jī)械設(shè)備成套，涉及到儀表的安裝問(wèn)題，必須首先確認(rèn)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(jī)構(gòu)選擇相應(yīng)的輸出類型：a〕中間繼電器或交流接觸器：選擇可控硅無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出或繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出；可控硅無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)：無(wú)機(jī)械壽命限制，無(wú)火花，無(wú)環(huán)境噪聲，光耦隔離繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出：會(huì)產(chǎn)生火花，有機(jī)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(qū)動(dòng)電壓輸出無(wú)機(jī)械壽命限制，無(wú)火花，無(wú)環(huán)境噪聲，光耦隔離，用弱電控制強(qiáng)電返回目錄27九、如何選型c)可控硅：如控制單相負(fù)載：選擇單相可控硅移相觸發(fā)信號(hào)輸出或單相可控硅過(guò)零觸發(fā)信號(hào)輸出；如控制三相負(fù)載：選擇三相可控硅移相觸發(fā)信號(hào)輸出或三相可控硅過(guò)零觸發(fā)信號(hào)輸出；無(wú)機(jī)械壽命限制，無(wú)火花，無(wú)環(huán)境噪聲，光耦隔離?？煽毓柽^(guò)零對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染，但輸出只有通斷兩種狀態(tài)，不能調(diào)壓；可控硅移相會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，但可調(diào)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(bào)警功能，需要幾路報(bào)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(diào)節(jié)器采用萬(wàn)能輸入方式，輸入類型和測(cè)量范圍可自由切換，無(wú)需說(shuō)明配用的傳感器類型和測(cè)量范圍；由于報(bào)警方式可自由設(shè)置，每一路報(bào)警輸出可自由設(shè)置為上限絕對(duì)值報(bào)警、下限絕對(duì)值報(bào)警、上限偏差值報(bào)警、下限偏差值報(bào)警，所以只需說(shuō)明需要幾路報(bào)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(wú)需說(shuō)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(wú)需說(shuō)明控制方式；1、XMT-8000智能工業(yè)調(diào)節(jié)器返回目錄29九、如何選型T系列電子式溫度指示調(diào)節(jié)儀和XM系列數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的選型與XMT-8000智能工業(yè)調(diào)節(jié)器根本一致，他們需要說(shuō)明以下參數(shù)〔詳見(jiàn)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(cè)量范圍是否具備報(bào)警功能儀表的控制方式和輸出類型儀表的設(shè)定方式有無(wú)特殊要求2、T系列電子式溫度指示調(diào)節(jié)儀、XM系列數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀返回目錄30十、常見(jiàn)問(wèn)題1.傳感器分度號(hào)與儀表輸入分度號(hào)不一致，無(wú)法測(cè)溫或測(cè)溫不準(zhǔn)確。2.測(cè)量范圍選擇不當(dāng)，測(cè)溫不準(zhǔn)確。儀表的允許根本誤差與測(cè)量范圍成正比。3.熱電阻接線錯(cuò)誤，無(wú)法測(cè)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(dǎo)致測(cè)