热电偶
热电偶是把两种不同材质的导体A和B焊接起来,如图4,当连 接点(热端)的温度和导体另一端(冷端,亦称参比端)的温度不同
时,会在冷端产生热电势。热电偶就是利用这一现象将温度量转 换成电势量的温度传感器。
如果热电偶的冷端温度保持恒定(比如为0℃),则输出热 电势和热端温度值成一一对应关系。温度变送器通过测量热电 偶输出端的电势差,再将电势差转换成温度,从而实现温度的 测量。
1、温度传感器引起的故障
这是常见的也是好判断的故障。在使用过程中,一旦出现温度变送器输出异常,首先检查温度传感器是否出现故障。在温度变送器电路正常的情况下,有以下几种情况。
(1)温度传感器断路。质量好的温度变送器都有温度传感器熔断报警功能,此时无论变送器前端接的是热电阻还是热电偶,都会表现为变送器输出值小于标准信号即小于4mA。目前标准的熔断报警电流是3.75mA,当测试温度变送器输出时,万用表显示的电流值为3.75mA,同时变送器模块的红灯闪烁,即可判定温度传感器断路,更换前端的探头即可解决。
有的客户因为上位仪表的差异,对熔断报警电流有特殊要求的,厂家是可以定制的,比如要求熔断报警电流小于3mA的,在保证精度的情况下可以做到2.95mA,甚至更低。
(2)温度传感器短路。此时温度变送器输出的数值一般没有规律,是个异常值,可以理解成软件中的“乱码”。事实上由于温度传感器短路的原因,经过恒流源激励后流入单片机的电压有可能是个异常的电压值,再经过系列的AD转换、放大、DA转换,终输出的就是一个非正常的数值。如果前端电路处理得好,温度变送器模块不会损坏,处理不好的电路就会损坏模块。
(3)温度传感器“虚断虚短”。这种情况一般是温度变送器时而正常,时而不正常。大多数原因属于温度传感器封装质量的问题,更换探头即可解决。
Pt100通常分为两线制,三线制和四线制三种。
一般短距离选用二线制接法,中距离选用三线制接法,要求精度高、近距离选用四线制接法。三线制比两线制的好处是可以补偿线路电阻的偏差,和抗干扰不是一个概念。三种各自的优缺点有许多说法,不一而足二线制不能消除导线电阻的影响。四线制可以消除导线电阻的影响。四线制的PT100有两根线是用于测量的,另两根是用于补偿的,四线制的PT100有两根线(热电阻两端各一根)是提供电流的,另两根是采集电压的。具体用哪种电路应该根据系统要求决定,如果精度要求一般,采用三线是经济、稳定、实用的选择。