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供電電源引起的故障
正常的溫度變送器供電范圍是9~30VDC,或者8.5~30VDC,客戶現場使用較多的是12VDC、24VDC直流開關電源。一般情況下,電源不會對溫度變送器造成損壞。如果電源出現問題,就很有可能損壞溫度變送器。
(1)供電電壓偏低。溫度變送器供電電路的設計一般情況是留有余量的,如果低于標準供電電壓2~3VDC(當然,低功耗的溫度變送器根據不同的輸出,可以做到5VDC供電,甚至3.3VDC供電),在確保溫度變送器正常功耗的情況下,溫度變送器是可以正常工作的。即使不能滿足溫度變送器正常工作所需的功耗,溫度變送器只是不會正常工作,也不會損壞。
(2)供電電壓偏高。一般情況下,高電圧不能超過32VDC,超過基本會損壞溫度變送器。即使僥幸電源電路中沒有元件燒毀,也會降低其使用壽命。
(3)共用電源的問題。在系統中,多數設備共用同一電源的現象非常普遍。一般情況下,同一功耗量級的設備基本會相安無事,就怕系統中有大功率的設備或者不斷起停的設備,輕則會造成電荷堆積引起干擾,重則會產生浪涌。因此,工程師在設計電路時,好具體分析下所用的設備和儀器儀表,將不同類型的設備、儀器儀表分開供電,做到互不干擾、互不影響
1. 補償導線的選擇
補償導線一定要根據所使用的熱電偶種類和所使用的場合進行正確選擇。例如,k型偶應該選擇k型偶的補償導線,根據使用場合,選擇工作溫度范圍。通常kx工作溫度為-20~100℃,寬范圍的為-25~200℃。普通級誤差為±2.5℃,精密級為±1.5℃。
2. 接點連接
與熱電偶接線端2個接點盡可能近一點,盡量保持2個接點溫度一致。與儀表接線端連接處盡可能溫度一致,儀表柜有風扇的地方,接點處要保護不要使得風扇直吹到接點。
3. 使用長度
因為熱電偶的信號很低,為微伏級,如果使用的距離過長,信號的衰減和環境中強電的干擾偶合,足可以使熱電偶的信號失真,造成測量和控制溫度不準確,在控制中嚴重時會產生溫度波動。
根據我們的經驗,通常使用熱電偶補償導線的長度控制在15米內比較好,如果超過15米,建議使用溫度變送器進行傳送信號。溫度變送器是將溫度對應的電勢值轉換成直流電流傳送,抗干擾強。
4. 布線
補償導線布線一定要遠離動力線和干擾源。在避免不了穿越的地方,也盡可能采用交叉方式,不要平行。
5. 屏蔽補償導線
為了提高熱電偶連接線的抗干擾性,可以采用屏蔽補償導線。對于現場干擾源較多的場合,效果較好。但是一定要將屏蔽層嚴格接地,否則屏蔽層不僅沒有起到屏蔽的作用,反而增強干擾。
熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。利用熱電阻測溫,將溫度變化轉換為導體或半導體的阻值R的變化。顯示儀表接受的是電壓或電流信號,因此常采用電橋來測量Rt阻值的變化,并轉化為電壓輸出。
電橋電源E為穩壓電源,否則將引起測量誤差。由于電橋有電源流過,連接導線和熱電阻均會發熱而引起附加溫度誤差,在設計和使用中要求這種誤差不超過0.2%。通常當流過熱電阻6mA電流時,因發熱會產生的誤差約0.1℃,一般選擇流過熱電阻的電流為3mA。
在實際應用中,由于熱電阻溫度變送器安裝在現場,帶有電橋的儀表如熱電阻溫度變送器、顯示儀表或其他類型的信號轉換器常安裝于控制室,將熱電阻引入電橋的連接導線需要經過現場到控制室之間較長的距離,連接導線的阻值R·將隨溫度而變化,熱電阻的連接導線均接人熱電阻R。所在橋臂,則當環境溫度變化時,連接導線電阻值變化與熱電阻阻值變化相疊加,從而給儀表帶來較大的溫度附加誤差。工業上常采用三線制接法,從熱電阻接線盒處引出三根線,使導線電阻分別加在電橋相鄰的兩個橋臂Ac和AD上以及供電線路上。Rt變化對橋路電壓的影響較小;因R1變化,使得R.和R2同時等量變化,可以互相抵消一部分,從而減小因導線電阻變化對儀表讀數的影響。雖然這種補償是不完全的,連接導線的溫度附加誤差依然存在,不過采用三線制接法,在環境溫度為o~50℃內使用時,能滿足工程要求(溫度附加誤差可控制在0.5%以內)。