数字温度指示调节仪

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一、数字温度指示调节仪概述
       无论是简单的还是复杂的测温仪表，就其在测温系统中的功能而言，一套完整的测温仪表通常可以看成由感温元件（一次仪表）和显示仪表（二次仪表）两部分组成。
   数字仪表是一种能将被测的连续电量自动地变成数字量，然后进行编码，并将被测电量以数字方式显示或输出的电测量仪表。热电偶和热电阻传感器产生的都是与被测温度相应的电量值，这个电量值经过变换、放大、模-数转换、编码，最后显示被测量的温度值或输出相应的数字信号。由此实现了测温仪表的数字化。
数字温度指示调节仪是在精密测量技术，数字化测量技术，计算机技术和自动化技术的基础上产生和发展起来的。随着电子技术的发展，数字化测量技术已经普及到各个领域，特别是性能卓越的集成电路价格的降低，使数字技术进入温度测控领域成为现实。自70年代末期，我国开始开发数字温度指示调节仪。这种数字式的温度仪表一经问世，便显示出明显的优势，开始逐步地取代动圈式仪表，由此步入了测控温仪表数字化的阶段。到80年代末期，由于计算机技术的发展，特别是微型机和微处理器的普及，智能化仪表又获得了飞速的发展，出现了带微处理器的数字温度指示调节仪、多路巡回检测仪及可编程控制器等许多智能化测温仪表。所述内容也适用于以直流电流、电压和电阻作为模拟电信号输入的数字指示及指示调节仪。该类数字指示及指示调节仪接受标准化模拟直流电信号或其他产生电阻变化的传感器的信号就可以测量和控制其他物理量。所以过去统称各种指示调节仪表为二次仪表，温度指示调节仪表的检定为二次仪表的检定。
    二、数字温度指示调节仪的特点
    数字温度指示调节仪和指针式、光标式、补偿式温度指示调节仪表相比，有许多优点。现以数字指示调节仪和动圈式指示调节仪为例进行比较。数字仪表有如下优点。
    (一)准确度高
    数字温度指示调节仪通常是3位和4位，它们的准确度一般是0．5％，0．2％和0．1％。而动圈式温度指示调节仪的准确度只有1％。
    （二）寿命长
    采用CMOS大规模集成电路A／D转换器，高精度低温漂的集成运算放大器，使仪表具有稳定性好，平均无故障时间长的特点。
    （三）分辨力高
    动圈式温度指示调节仪的刻度尺弧长只有110mm。在如此短的刻度尺上只能刻度30～50条刻度线，这就决定了它的分辨力不会很高。而3位数字温度指示调节仪的最大显示值为1999，相当于有1999条刻度线。而4位数字指示调节仪的最大显示值为19999，相当于有19999条刻度线。可见数字温度指示调节仪的分辨力比动圈式温度指示调节仪要高得多。
    （四）输入阻抗高
    动圈式温度指示调节仪的内阻只有200W左右，因此它测量的准确度很容易受外电路（例如热电偶及其补偿导线电阻）的影响。而数字温度指示调节仪的输入阻抗通常都大于20kW，外电路给数字温度指示调节仪带来的测量误差大为减少。
    （五）耐震动且示值不受安装位置的影响
    由于动圈式仪表是张丝结构的仪表，这种结构决定了它有如下3个缺点：
    1.受震动，张丝易断。
    2.受温湿度及腐蚀性气体的侵蚀，张丝表面易生成霉斑和锈斑，因而改变张丝的反作用力矩，使仪表测量失准。
    3.倾斜对动圈仪表影响很大，因此它对安装位置要求严格。
    数字温度指示调节仪因没有可动部件，所以耐受振动强，并可承受恶劣环境条件。
    （六）仪表采用模块化设计
    不同品种的数字显示调节仪，都是由为数不多的、功能分离的模块化电路组合而成。使维修简单，调试方便。
    （七）仪表品种繁多，配接灵活
    当仪表内设置不同的变换电路，即可输入不同类型的测量信号，而配置不同的调节电路，则可输出多种控制。
    （八）外型尺寸标准化
    仪表外型尺寸和开孔尺寸均按国家标准或国际IEC标准设计。
    （九）输出多、功能强
    可输出统一标准的电信号，如：0～10mA,DC；4～20mA；DC及0～5V，DC；0～10V，DC。智能化仪表还可带计算机通讯接口，能将测量结果以数字形式输入计算机系统，实现生产过程的自动化。可有多种信号输出和控制输出。
控制输出则有开关量、连续量输出。控制方式有二位式、三位式、时间比例、PID和模糊控制等方式。
    （十）对输入信号进行线性化处理和冷端补偿
    由于热电偶和热电阻的输出信号与温度之间均为非线性关系，所以与热电偶或热电阻配套的仪表均配有线性化电路。前者还具有冷端温度自动补偿的功能，因而仪表测量准确度高。
    （十一）数字显示
    用数码管、液晶屏或光柱显示被测值或偏差值，直观、明了，读数方便、无视差，准确度高。
但是，数字温度指示调节仪也有一些缺点，如不能直观地反映被测温度的变化趋势。同时，数字温度指示调节仪的价格较高