[导读] 自动化仪表中温度变送单元仪表就是用来测量温度的仪表。它可将测温元件的信号转换成统一的标准信号，用于指示、调节和控制。
一、概述
自动化仪表中温度变送单元仪表就是用来测量温度的仪表。它可将测温元件的信号转换成统一的标准信号，用于指示、调节和控制。根据测温元件、输入方式和安装场所的不同又可分为热电偶温度、毫伏、温差变送器与热电阻温度、毫伏、温差变送器，以及直流毫伏转换器，控制室安装的架装式仪表与现场安装的一体化仪表;四线制与二线制、三线制仪表等等。
二、DDZ-Ⅲ系列温度变送单元
目前，市场广泛应用的DDZ-Ⅲ系列温度变送单元仪表品种齐全，四川仪表九厂生产的品种规格见表1。
就仪表性能来讲，温度变送单元仪表有以下特点:
1.仪表的主放大器采用进口的低噪声、低温漂、高阻抗、高增益的第四代运算放大器，因而仪表主要性能，如精度、线性和稳定性、可靠性等指标都有了较大提高。
2.采用新型的非线性校正电路，使仪表的线性度和可靠性大大提高。
3.采用标准铜电阻进行冷端补偿，提高了补偿精度和可靠性。
4.采用计算机辅助计算和管理，使仪表品种规格系列化，可由用户任选，满足了用户的特殊需要。
三、DDZ-S系列温度变送单元
在总结DDZ-Ⅰ型，Ⅱ型、Ⅲ型仪表发展经验的基础上，吸取了国外同类仪表的先进技术，采用模拟技术与数字技术相结合，开发新一代DDZ-S系列仪表。S系列仪表相比Ⅲ系列仪表具有一定的先进性，首先仪表的精度提高了1~1.5倍。温度变送器基本误差从±0.5%提高到±0.2%，配电器的基本误差从±0.2%提高到±0.1%，其它指标也相应提高。(祥见表2)其次，仪表更为系列化，规格更为齐全(祥见表3)。
四、几个问题的探讨
1.热电偶温度变送器的冷端补偿
热电偶的温度一热电势(毫伏)关系曲线是在自由端为℃时分度的，但在实际应用时，由于热电偶的冷端露在空间，受到介质温度的影响，所以它的温度不会保持在℃不变。引起测量误差。因而，在热电偶温度变送器中，必须对由于热电偶冷端温度变化引起的误差进行补偿。下面分析一下补偿方法以及补偿误差的测试问题。
1)补偿方法
在热电偶温度变送器中，一般使用铜电阻补偿。因为铜电阻的电阻值随温度改变而改变，如果让它通过一恒定电流，即可产生一可变的电压，用此电压来抵消由于热电偶冷端温度改变而引起的热电势的改变。可用下式来表示:
因为对不同的测温元件△E不同，但当测温元件选定后，△E对某一最高使用环境温度T则是一个定值。参数a也是常数。
由以上分析可以知道，①式中I与RCuo两个变量中，任意假定一个，另一个则随之而定。如果选定I则:
我们选用后者，因为前者铜电阻要自己制作，制作工艺复杂，品种多，要求多。相反采用标准铜电阻，改变供电电流，则方便得多。而且铜电阻由电阻制造厂提供，质量可以得到保证。
2)热电偶温度变送器冷端补偿误差的测试。
对热电偶温度变送器冷端补偿误差的测试有几种方法:
其一，是先测不接冷端补偿时基本误差，再将补偿电阻接入，业将热电偶冷端置于冰槽中，恒温30分钟后，再测基本误差，实测两次对同一输入信号的输出值之最大差值。
其二，只测热电偶冷端补偿元件补偿误差，在使用标准铜电阻实际可免做。
我们认为对热电偶冷端补偿误差测试的第一种方法太麻烦，而且引起测试误差的因素很多，如补偿导线误差，冷端温度等。而且设备要求高，工艺复杂，工时费，现在已不采用。而第二种测试方法，只测热电偶冷端补偿元件的误差，似乎业不能真实代表温度变送器的冷端补偿误差。我们采用的测试方法是:
第一步:不接冷端补偿元件时，测变送器的输入Ei与输出电压U0的特性。
第二步:读取室温t℃，再从相应测温元件分度表中查得相应的势电值Et。
第三步:接入冷端补偿元件时，测其输入(Ei-Et)与输出电压U0′的特性。
两次测试结果对同一温度时，输出电压值之最大差值为仪表的冷端补偿误差。这种测试方法，可真正测得温度变送器的冷端补偿误差。更接近实际使用情况。
2.二线制温度变送器
一般的温度变送器除输入信号线外(例如热电偶两根输入线，热电阻三根输入线)。还有两根供电电源线和两根信号输出线。所以常称为四线制仪表。而两线制仪表供电电源与输出信号共用二根线。此时电源线中电流在变送器零点时为4mA，而在变送器为满量程时为20mA。而且电源线中电流大小与变送器输入信号呈线性关系。见图1。
二线制变送器从结构大小和安装方式可分为罐式二线制变送器和一体化二线制变送器。罐式二线制变送器，一般体积较大，可安装在现场管道上或安装在安装架上。二线制温度变送器由于可安装在现场，所以可节约价格昂贵的补偿导线，而且在现场实现信号的转换功能，使传输信号为4-20mA的强信号，因而抗干扰能力增强，可以远距离传输。其中特别值得提出的是一体化两线制变送器。
1)独特的优点
体积小，外型与测温热电偶、热电阻接线盒中接线板尺寸相仿，用优质环氧树脂罐封成型，可直接装入接线盒内，与测温热电偶，热电阻融为一体，直接安装在测试现场，安装方便，节约费用。见图2。
由于两线制变送器静态功耗微弱，采用进口元件，业做成模块结构，使用环境温度范围宽(-40℃~+100℃)。抗震性好，耐腐蚀，大大提高了可靠性。
因为体积小，功耗微弱，因而它可作为功能模块装入温度测量和控制设备中，作为测温信号到4~20mA标准信号的变换。亦可用来作为直流毫伏信号到标准信号的变换。以及与计算机组成巡检系统，均十分方便。
2)主要技术指标
3)接线图:
一体化二线制温度变送器接线图见图3
4)应用
按照使用现场的不同要求，一体化二线制变送器配制方式可有以下几种形式，见图4。
当采用非隔离式时，直流供电电源可并联供电，见图5。供电电压大小由负载大小来决定，其关系见图6。
当采用隔离形式，使用配电器或安全栅供电时，接线见图7。
一体化二线制变送器输出信号亦可用电流表或数显表直接指示，见图8。还可以与计算机组成巡回检测系统见图9。