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摘要：本文主要讲述了温度变送器的基本含义、工作原理、使用中的注意事项及其在变电站应用中的常见故障与解决措施，为变电站温度变送器的正常使用提供了可靠的保障。
关键词：温度变送器、重要性、变电站、常见故障
引 言：
温度变送器将温度传感元件（热电阻或热电偶）与信号转换放大单元有机集成在一起，用来测量各种工艺过程中-200~1800℃范围内的液体、蒸汽及其它气体介质或固体表面的温度。它通常和显示仪表、记录仪表以及各种控制系统配套使用。
一、温度变送器的基本含义
温度变送器就是将温度检测原件的信号（如热电阻的电阻信号、热电偶的mV信号等）转换成标准信号如4~20mA或0～5V的装置。装置形式有卡片式，安装在操作室的控制机柜或仪表柜内。也有一体式，与温度元件为一体化结构，安装在现场。现场温度检测元件信号也可以用于工业过程的温度参数的检测和控制，但一般在控制回路中，为了提高控制精度，减少干扰和滞后，通常采用温变，将电阻、mV等信号转换为标准电流或电压信号。
二、 温度变送器的工作原理
温度变送器采用热电偶、热电阻作为测温元件，从测温元件输出信号送到变送器模块，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度成线性关系的4～20mA电流信号输出。温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，主要用于温度参数的测量和控制。
带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。变送器如果由两个用来测量温差的传感器组成，输出信号与温差之间有一给定的连续函数关系。故称为温度变送器。
变送器输出信号与温度变量之间有一给定的连续函数关系（通常为线性函数），早期生产的变送器其输出信号与温度传感器的电阻值（或电压值）之间呈线性函数关系。
标准化输出信号主要为0mA~10mA和4mA~20mA（或1V~5V）的直流电信号。不排除具有特殊规定的其他标准化输出信号。温度变送器按供电接线方式可分为两线制和四线制，除RWB型温度变送器为三线制外。
变送器有电动单元组合仪表系列的（DDZ-Ⅱ型、DDZ-Ⅲ型和DDZ-S型）和小型化模块式的，多功能智能型的。前者均不带传感器，后两类变送器可以方便的与热电偶或热电阻组成带传感器的变送器。（如图1）
图1-1 温度变送器工作原理
温度变送器的技术参数
* 执行标准：IEC688：1992，QB
* 输入范围：-60℃~175℃
* 精度等级：≤0.5%.F.S
* 整机功耗：≤0.5VA
* 绝缘电阻：≥20MΩ(DC500V)
* 响应时间：≤350mS
* 工作环境：-10℃~50℃，20%~90%无凝露
* 贮存环境：-40℃~70℃，20%~95%无凝露
* 将被测环境温度隔离转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流
* 低功耗、可靠性高
* 优良的抗干扰能力
* 拔插端子接口、标准导轨（35mm）安装
* 体积小、外型尺寸(mm)：95(L)×37(W)×32(H)
温度变送器应用的特点是：
1.二线制输出4-20mA，抗干扰能力强;
2.节省补偿导线及安装温度变送器费用;
3.安全可靠，使用寿命长;
4.冷端温度自动补偿，非线性校正电路。
5.将被测环境温度转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流；
6.低功耗、可靠性高；
7.优良的抗干扰能力；
8.拔插端子接口、标准导轨安装；
9.体积小。
三、温度变送器使用过程中的注意事项
温度变送器的供电电源不得有尖峰，否则容易损坏变送器。变送器的校准应在加电5分钟后进行，并且要注意当时环境温度。测高温时(>>100℃)传感器腔与接线盒间应该用填充材料隔离，防止接线盒温度过高烧坏变送器。在干扰严重的情况下使用传感器，外壳应牢固接地避免干扰，电源及信号输出应采用Ф10屏蔽电缆传输，压线螺母应旋紧以保证气密性。只有RWB型温度变送器有0~10mA输出，为三线制，在量程值的5%以下,由于三极管的关断特性造成非线性。温度变送器应定期校准，如果DWB因受电路限制不能进行线性修正，最好按说明选择量程以保证其线性。其数据显示不准的主要原因有：1.线路长，信号衰减；2.线路阻抗不匹配；3.信号受干扰，没有屏蔽。
四、温度变送器的发展历史
温度变送器，就是将热电阻、热电偶、电阻及毫伏信号，转换成标准两线制4…20mA，并将信号传输给控制室的设备，一般用于工业现场。
传统型温度变送器量程范围需要改变时，一般通过调零和分别将两个电位器调满以进行调整，但这2个电位器是造成产品温度漂移大的元凶。随着科技的进步，由于传统的模拟型温度变送器调试的繁琐，综合性能指标较差，已无法满足现场用户的需求，也无法满足工厂备品备件的要求，更无法满足传感器生产厂备货的需求。
因此智能型变送器孕育而生，其中一种是在产品中采用CUP，将信号进行数字化处理，调试时通过PC上安装专用软件，用数据线和调制解调器，来改变温度变送器的量程范围和分度号；另外一种是在智能型产品本身嵌入HART通讯板，通过HART协议手操器来改变温度变送器的温度范围和分度号；还有两种分别是PA协议和FF协议的温度变送器，其原理与HART协议类似。HART、PA、FF通讯协议的应用，更便于产品的编程（不限位置），但会增加产品本身的价格，给业主带来负担。
五、变电站温度变送器的重要性及常见故障
温度变送器技术已经非常成熟了，在变电站中非常常见，温度变送器在变电站中的应用至关重要，在为电网安全运行保驾护航中占有一席之地。（如图2）
图2
在这个案例中我们可以看出温度变送器在调度员监站时作用很大，温度变送器的故障或是测量准确度下降可能造成变电站主变本体温度过高，而调度员却监测不到从而酿成事故。所以为保证对电网设备温度量的有效监控，需要对温度变送器进行定期校准，一般情况下，变电站温度变送器的校准周期为六年。
此外，温度变送器在变电站中经常和一些仪表配套使用，在配套使用过程中经常有一些小的故障。比较常见的故障及解决方法如下。
第一，被测介质温度升高或者降低时变送器输出没有变化，这种情况大多是温度变送器密封的问题，可能是由于温度变送器没有密封好或者是在焊接的时候不小心将传感器焊了个小洞，这种情况一般需要更换变送器外壳才能解决。
第二，输出信号不稳定，这种原因是温度源本事的原因，温度源本事就是一个不稳定的温度，如果是仪表显示不稳定，那就是仪表的抗干扰能力不强的原因。
第三，变送器输出误差大，这种情况原因就比较多，可能是选用的温度变送器的电阻丝不对导致量程错误，也有可以能是变送器出厂的时候没有标定好。
参考文献：
[1]《温度变送器内部校准规范》JJF1183—2007
[2]《职业技能鉴定指导书：电测仪表》11—085
论文作者:刘泽石
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/14
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