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温度变送器调校时的误差分析
点击次数:458 发布时间:2016-10-13
   温度变送器配用的测温元件有热电偶和热电阻,其线制又分为二线制、三线制、四线制三种类型,尽管有上述的区别,但其测试的内容及原则是相同的。本文仅以调校S系列热电阻温变器的示值误差为例进行讨论。
  一、对标准装置的要求
  由于开展的是调校工作,一般可根据现有设备条件并参照温变器使用说明书进行。但为保证调校质,因此对调校系统(即标准装置)应有一定要求。按惯例标准装置的误差应小于被测温变器允许误差的1/5,对于O.1级被测温变器应小于其允许误差的1/3。此外,整套标准装置的不确定度及重复性还应合乎要求。
  二、关于调校方法
  温变器调校方法有两种:
  1.模拟调校法
  即用模拟信号源(标准直流电阻箱)来代替与温变器相接的测温元件,用改变模拟信号源的输出值来测量温变器输出值的方法进行调校(在温变器量程范围内调校点不少于5点,正反程循环次数不少于3次),对测量结果进行处理后,计算出温变器的示值误差。此方法调校结果是温变器和模拟信号源二者的综合结果,不包含测温元件的不确定度。此法是zui常用的方法,对Ⅱ、Ⅲ、S型的温变器的调校都是适用的。
  2.综合调校法。
  此法是将测温元件与温变器一起进行调校,是靠改变恒温设备温场的温度来测量温变器的输出调校点数和正反程循环次数同模拟调校法),然后计算出温变器的示值误差。此方法调校结果是温变器和测温元件的综合结果。此法可用来测试S系列带测温元件一体化温变器,对于架装、墙挂式温变器很少采用。
  三、标准装置的误差来源
  标准装置的误差来源视不同的调校方法而定(即不同的输入信号)现分述如下:
  1.模拟调校系统误差来源有:
  1)直流电阻箱的误差;
  2)电测仪表的误差(数字电压表);
  3)直流稳压电源的影响;
  4)I/V变换电阻的精度影响;
  5)对于读数误差可忽略不计。
  2.综合调校系统误差来源有:
  1)一等水银温度计误差;
  2)电测仪表的误差;
  3)恒温设备温场不均匀误差;
  4)直流稳压电源的影响;
  5)I/V变换电阻的精度影响;
  6)测温元件(热电阻)的误差;
  7)读数误差、计算误差、测温元件响应时间不等引起的误差可忽略不计。
  由于各误差彼此独立,故总不确定度的合成上采用方和根法计算。
  四.问题讨论
  目前国内生产一体化温变器的厂家较多,对于其精度等级的表示方法也不统一,有的厂家称“转换精度”,看来这是针对温变器本体而言,zui高的为±O.1%;有的厂家称“总体精度",看来这是针对温变器和测温元件的综合误差而言,zui高的为±O.25%;搞清精度表示方法对用户调校是有好处的。以总体精度为±0.25%的温变器为例,假设其配用的测温元件为A级Pt100热电阻,其允许偏差为士(0.15+0.2%Ⅰt Ⅰ),当测试温度为100℃时,其zui大允许偏差可达±0.35 %,而要使总体精度达到±0.25%的要求,只有靠调整温变器的零点和量程,来与测温元件的部份线性误差进行补偿(或称抵消),才能达到总体精度为±0.25%。但在现场使用中,测温元件损坏是常发生的事,测温元件更换后总体精度很难保持原来的指标,况且目前国内对A级Pt100热电阻的供货采取协商供货;要保证原有总体精度,只有更换测温元件后再进行综合调校,而有的温变器厂家并不推荐用户自行调零点、量程、线性等,故将这些电位器隐避起来。因此,温变器用转换精度来表示误差对用户更实用,同时温变器的调校应建立在转换精度测试的基础上,
  综合调校如果仍用保护套管,必须考虑传热误差一这因素。
  另外,还需测试测温元件对金属保护套管的绝缘电阻,一般要求>100M,否则在现场使用中会影响测量结果或造成干扰,严重时甚至会影响温变器的正常运行。

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