數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀

一、數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀概述
       無(wú)論是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的測(cè)溫儀表，就其在測(cè)溫系統(tǒng)中的功能而言，一套完整的測(cè)溫儀表通常可以看成由感溫元件（一次儀表）和顯示儀表（二次儀表）兩部分組成。
   數(shù)字儀表是一種能將被測(cè)的連續(xù)電量自動(dòng)地變成數(shù)字量，然后進(jìn)行編碼，并將被測(cè)電量以數(shù)字方式顯示或輸出的電測(cè)量?jī)x表。熱電偶和熱電阻傳感器產(chǎn)生的都是與被測(cè)溫度相應(yīng)的電量值，這個(gè)電量值經(jīng)過(guò)變換、放大、模-數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼，最后顯示被測(cè)量的溫度值或輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。由此實(shí)現(xiàn)了測(cè)溫儀表的數(shù)字化。
數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀是在精密測(cè)量技術(shù)，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化測(cè)量技術(shù)已經(jīng)普及到各個(gè)領(lǐng)域，特別是性能卓越的集成電路價(jià)格的降低，使數(shù)字技術(shù)進(jìn)入溫度測(cè)控領(lǐng)域成為現(xiàn)實(shí)。自70年代末期，我國(guó)開始開發(fā)數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀。這種數(shù)字式的溫度儀表一經(jīng)問(wèn)世，便顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)，開始逐步地取代動(dòng)圈式儀表，由此步入了測(cè)控溫儀表數(shù)字化的階段。到80年代末期，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是微型機(jī)和微處理器的普及，智能化儀表又獲得了飛速的發(fā)展，出現(xiàn)了帶微處理器的數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀、多路巡回檢測(cè)儀及可編程控制器等許多智能化測(cè)溫儀表。所述內(nèi)容也適用于以直流電流、電壓和電阻作為模擬電信號(hào)輸入的數(shù)字指示及指示調(diào)節(jié)儀。該類數(shù)字指示及指示調(diào)節(jié)儀接受標(biāo)準(zhǔn)化模擬直流電信號(hào)或其他產(chǎn)生電阻變化的傳感器的信號(hào)就可以測(cè)量和控制其他物理量。所以過(guò)去統(tǒng)稱各種指示調(diào)節(jié)儀表為二次儀表，溫度指示調(diào)節(jié)儀表的檢定為二次儀表的檢定。
    二、數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的特點(diǎn)
    數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀和指針式、光標(biāo)式、補(bǔ)償式溫度指示調(diào)節(jié)儀表相比，有許多優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)以數(shù)字指示調(diào)節(jié)儀和動(dòng)圈式指示調(diào)節(jié)儀為例進(jìn)行比較。數(shù)字儀表有如下優(yōu)點(diǎn)。
    (一)準(zhǔn)確度高
    數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀通常是3位和4位，它們的準(zhǔn)確度一般是0．5％，0．2％和0．1％。而動(dòng)圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀的準(zhǔn)確度只有1％。
    （二）壽命長(zhǎng)
    采用CMOS大規(guī)模集成電路A／D轉(zhuǎn)換器，高精度低溫漂的集成運(yùn)算放大器，使儀表具有穩(wěn)定性好，平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。
    （三）分辨力高
    動(dòng)圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀的刻度尺弧長(zhǎng)只有110mm。在如此短的刻度尺上只能刻度30～50條刻度線，這就決定了它的分辨力不會(huì)很高。而3位數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的最大顯示值為1999，相當(dāng)于有1999條刻度線。而4位數(shù)字指示調(diào)節(jié)儀的最大顯示值為19999，相當(dāng)于有19999條刻度線。可見數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的分辨力比動(dòng)圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀要高得多。
    （四）輸入阻抗高
    動(dòng)圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀的內(nèi)阻只有200W左右，因此它測(cè)量的準(zhǔn)確度很容易受外電路（例如熱電偶及其補(bǔ)償導(dǎo)線電阻）的影響。而數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的輸入阻抗通常都大于20kW，外電路給數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀帶來(lái)的測(cè)量誤差大為減少。
    （五）耐震動(dòng)且示值不受安裝位置的影響
    由于動(dòng)圈式儀表是張絲結(jié)構(gòu)的儀表，這種結(jié)構(gòu)決定了它有如下3個(gè)缺點(diǎn)：
    1.受震動(dòng)，張絲易斷。
    2.受溫濕度及腐蝕性氣體的侵蝕，張絲表面易生成霉斑和銹斑，因而改變張絲的反作用力矩，使儀表測(cè)量失準(zhǔn)。
    3.傾斜對(duì)動(dòng)圈儀表影響很大，因此它對(duì)安裝位置要求嚴(yán)格。
    數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀因沒(méi)有可動(dòng)部件，所以耐受振動(dòng)強(qiáng)，并可承受惡劣環(huán)境條件。
    （六）儀表采用模塊化設(shè)計(jì)
    不同品種的數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀，都是由為數(shù)不多的、功能分離的模塊化電路組合而成。使維修簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。
    （七）儀表品種繁多，配接靈活
    當(dāng)儀表內(nèi)設(shè)置不同的變換電路，即可輸入不同類型的測(cè)量信號(hào)，而配置不同的調(diào)節(jié)電路，則可輸出多種控制。
    （八）外型尺寸標(biāo)準(zhǔn)化
    儀表外型尺寸和開孔尺寸均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際IEC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
    （九）輸出多、功能強(qiáng)
    可輸出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，如：0～10mA,DC；4～20mA；DC及0～5V，DC；0～10V，DC。智能化儀表還可帶計(jì)算機(jī)通訊接口，能將測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。可有多種信號(hào)輸出和控制輸出。
控制輸出則有開關(guān)量、連續(xù)量輸出。控制方式有二位式、三位式、時(shí)間比例、PID和模糊控制等方式。
    （十）對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行線性化處理和冷端補(bǔ)償
    由于熱電偶和熱電阻的輸出信號(hào)與溫度之間均為非線性關(guān)系，所以與熱電偶或熱電阻配套的儀表均配有線性化電路。前者還具有冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ埽蚨鴥x表測(cè)量準(zhǔn)確度高。
    （十一）數(shù)字顯示
    用數(shù)碼管、液晶屏或光柱顯示被測(cè)值或偏差值，直觀、明了，讀數(shù)方便、無(wú)視差，準(zhǔn)確度高。
但是，數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀也有一些缺點(diǎn)，如不能直觀地反映被測(cè)溫度的變化趨勢(shì)。同時(shí)，數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的價(jià)格較高