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各类温度变送器的工作原理


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AD693
—控制仪表和计算机控制装置—
(2) U/I变换器
U/I变换器将0~60mV的电压输入信号转换为 0~16mA的电流输出信号,通过引脚9、11~13, 通过外接适当阻值的电阻或适当的连接方法,可 以使输出为4~20mA、0~20mA或12±8mA。U/I变 换器中,还设置了输出电流限幅电路,可使输出 电流最大不超过32mA。
的4~20mADC电流信号和1~5VDC电压信号。
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热电偶温度变送器量程单元
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线路上的两点修改
① 在输入回路增加了由铜补偿电阻RCu1、RCu2等 元件组成的热电偶冷端补偿电路。同时,在电路 安排上把零电位器W1和电阻R104移到了反馈回路的 支路上。
时,得到负向调零点迁移量;
b. 为R 4 输出与输入之间的比例系数。改变R114可以大幅度 地改变送器的量程。而调整电位器W2,可以在小范围
内改变比例系数;
c.零点和满度必须反复调整。
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(2)热电偶温度变送器
与各种热电偶配合使用,将温度信号变换为成比例
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直流毫伏变送器线路原理图
① ② ③ ④ 上⑤页 目 录 下页
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直流毫伏变送器构成方框图
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a.电压放大器
失调电压的温漂系数要求:
温度变化Δt时失调电压的变化量ΔUOS为
UOSUtOSt
设η 为由于ΔUOS的变化给变送器带来的附加误差
即 U OS
U i
UtOSt/Ui
UOS Ui
t t
0.3V/C
因此,应采用低漂移型高增益运算放大器
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①放大单元
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② 增加了由R23、R24等元件构成的热电 阻导线电阻补偿电路
同时零点调整电路有所改变
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热电阻温度变送器量程单元
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1)线性化电路
热电阻和被测温度之间也存在着非线 性关系
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线性化电路
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线性化电路
应用Δ→Y变换和同相端输入运放电路的输出输入关系 式 ,可以求得
Ub
R1 1
1
5R1
2
R1 2R01 2 1 0R1 2 1R1
t↑
Et
U z
1
1
Et R10(5R10 0 R103 1 1 )UZ
|Uz||Et |
RC1u RC2u RC2u RC1u
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RCu1、RCu2为铜线绕电阻,其阻值在0℃时为 50Ω。
R105、R103和R 100为锰铜线绕电阻或精密度金 属膜电阻,R105=7.5kΩ,R103和R 100的阻值决定 于所选用的热电偶型号,一般按0℃时冷端补偿电
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线性化电路
如果在UC=Us1+UVZ的时候,Uf=Uf2,则特性曲 线在Uf2对应的拐点处将向上绕。由图3-可以得
到第二段线段的斜率为
r2U Uaf
1R121R11 R122 R12
251RR112201//RR112129
1R0
Ra
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Ei
Rab R103 R105
UZ
UFR10/6/R1R 0W 72R 2 11R 11R 1W 42R 11 R/1 5/1R (41R 11 61/R 5/4R )(11 6 R4)R10R 6 10R6 10U 7 z
R 1/ 0 R 1 /6 0 R R 1 1 7 / 0 1 R R 1 / W 6 1 2 0 R R 1 1 7 1 1 R R W 1 1 4 2 / 1 1 R / 1 5( 1 R 4 6 ) R 1 R 1 1 R 1 1 5 U 1 5 f6
R10R611R111R111R4W21R11R511R5116R4Io
R R
106 107
1/
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Uz
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UTEi UZ
UF
R4
Io
Uz
UF
UT
I0R 4Ei R 4()UZ
讨论:
a.时,R4得(到为正 )直向Uz流调毫零伏信变号送,器即的可调实零现信负号向。迁移;而当当
② 在反馈回路中增加了由运算放大器A2等构成的 线性化电路。
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1)热电偶冷端补偿电路
补偿原因:热电偶产生的热电势Et,与热电偶的冷端温度有关
补U 偿T原理Et分U 析z:Et R10R510(R 0CR1u10R3 R 1C 0R)31C u/R1/uC RC 2uR2uC2uR100Uz E tR 1 10(R 510 0R 10 R 3 C R 1 C R u1 C u 2R uC2u )U Z
输入信号断路报警电路
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③变送器的静特性
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I0
分压公式
Δ → Y变换
等效电源定理
叠加定理
分压公式
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U TE iR 10 3R R W a1b /R R /1 10 0 3 4R 10U 5z
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3.3 温度变送器
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作 用 :* 与测温元件配合使用,将温度或温差信
号转换成为标准的统一信号;
* 作为直流毫伏变送器使用,用以将其 它能够转换成直流毫伏信号EI的工艺参数 转换成为标准的统一信号。
分类: 模拟式温度变送器
智能式温度变送器
在结构上,有一体化结构和分体式结构之分
二极管VT6导通,VT5截止,从 而产生了电流ic2
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c.隔离输出电路
作用:避免输出和输入之间有直接的联系
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d.直流/交流/直流变换器
作用:对仪表进行隔离式供电
势为25mV和当温度变化t 50
两个条件进行计算。
℃时|Uz||Et |
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2)线性化电路
测温元件热电偶和被测 温度之间存在着非线性关系, 线性化电路处于反馈回路中, 因而它的特性应与所采用的 热电偶的特性相同。是一个 折线电路,它是用折线来近 似热电偶的非线性特性。
R1 2R01 2 2
22Uf
R1 2 0R1 2 1R1 2 2
Ua
Ra Ra Ro
Ub
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1
Ua Uf
1R121R1 R122 R1
21251R12R112R012
2
1R0
Ra
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3)热电阻温度变送器
与各种热电阻配合使用,可以将温度信号变换为 成比例的4~20mADC电流信号和1~5VDC电压信号
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线路上的两点修改
① 输入回路增加了由A2、R16~R19等元 件构成的线性化电路
使用中应特别注意变送器模块所处的环境温度。
变送器模块大多数以一片专用变送器芯片 为主,外接少量元器件构成
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1)变送器芯片AD693
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它可以直接接受传感器的直流低电平输入信号并转换成
4~20mA的直流输出电流。
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在与测温元件配合使用,温度变送器的输出 有两种形式:
(1) 输出与温度之间呈线性关系,但输出与变 送器的输入信号(Et或Rt)之间呈非线性关系
(2) 输出与温度之间呈非线性关系,而输出与 变送器的输入信号(Et或Rt)之间呈线性关系
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