溫度變送器調(diào)校時(shí)的誤差分析

溫度變送器配用的測(cè)溫元件有熱電偶和熱電阻，其線制又分為二線制、三線制、四線制三種類型，盡管有上述的區(qū)別，但其測(cè)試的內(nèi)容及原則是相同的。本文僅以調(diào)校S系列熱電阻溫變器的示值誤差為例進(jìn)行討論。
    一、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的要求
    由于開(kāi)展的是調(diào)校工作，一般可根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備條件并參照溫變器使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。但為保證調(diào)校質(zhì)，因此對(duì)調(diào)校系統(tǒng)（即標(biāo)準(zhǔn)裝置）應(yīng)有一定要求。按慣例標(biāo)準(zhǔn)裝置的誤差應(yīng)小于被測(cè)溫變器允許誤差的1／5，對(duì)于O．1級(jí)被測(cè)溫變器應(yīng)小于其允許誤差的1／3。此外，整套標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度及重復(fù)性還應(yīng)合乎要求。
    二、關(guān)于調(diào)校方法
    溫變器調(diào)校方法有兩種：
     1．模擬調(diào)校法
    即用模擬信號(hào)源（標(biāo)準(zhǔn)直流電阻箱）來(lái)代替與溫變器相接的測(cè)溫元件，用改變模擬信號(hào)源的輸出值來(lái)測(cè)量溫變器輸出值的方法進(jìn)行調(diào)校（在溫變器量程范圍內(nèi)調(diào)校點(diǎn)不少于5點(diǎn)，正反程循環(huán)次數(shù)不少于3次），對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理后，計(jì)算出溫變器的示值誤差。此方法調(diào)校結(jié)果是溫變器和模擬信號(hào)源二者的綜合結(jié)果，不包含測(cè)溫元件的不確定度。此法是zui常用的方法，對(duì)Ⅱ、Ⅲ、S型的溫變器的調(diào)校都是適用的。
    2．綜合調(diào)校法。
    此法是將測(cè)溫元件與溫變器一起進(jìn)行調(diào)校，是靠改變恒溫設(shè)備溫場(chǎng)的溫度來(lái)測(cè)量溫變器的輸出調(diào)校點(diǎn)數(shù)和正反程循環(huán)次數(shù)同模擬調(diào)校法），然后計(jì)算出溫變器的示值誤差。此方法調(diào)校結(jié)果是溫變器和測(cè)溫元件的綜合結(jié)果。此法可用來(lái)測(cè)試S系列帶測(cè)溫元件一體化溫變器，對(duì)于架裝、墻掛式溫變器很少采用。
     三、標(biāo)準(zhǔn)裝置的誤差來(lái)源
  標(biāo)準(zhǔn)裝置的誤差來(lái)源視不同的調(diào)校方法而定（即不同的輸入信號(hào)）現(xiàn)分述如下：
    1．模擬調(diào)校系統(tǒng)誤差來(lái)源有：
    1）直流電阻箱的誤差；
    2）電測(cè)儀表的誤差（數(shù)字電壓表）；
    3）直流穩(wěn)壓電源的影響；
    4）I／V變換電阻的精度影響；
    5）對(duì)于讀數(shù)誤差可忽略不計(jì)。
    2．綜合調(diào)校系統(tǒng)誤差來(lái)源有：
    1）一等水銀溫度計(jì)誤差；
    2）電測(cè)儀表的誤差；
    3）恒溫設(shè)備溫場(chǎng)不均勻誤差；
    4）直流穩(wěn)壓電源的影響；
    5）I／V變換電阻的精度影響；
    6）測(cè)溫元件（熱電阻）的誤差；
    7）讀數(shù)誤差、計(jì)算誤差、測(cè)溫元件響應(yīng)時(shí)間不等引起的誤差可忽略不計(jì)。
    由于各誤差彼此獨(dú)立，故總不確定度的合成上采用方和根法計(jì)算。
    四．問(wèn)題討論
    目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)一體化溫變器的廠家較多，對(duì)于其精度等級(jí)的表示方法也不統(tǒng)一，有的廠家稱“轉(zhuǎn)換精度”，看來(lái)這是針對(duì)溫變器本體而言，zui高的為±O．1%；有的廠家稱“總體精度"，看來(lái)這是針對(duì)溫變器和測(cè)溫元件的綜合誤差而言，zui高的為±O．25%；搞清精度表示方法對(duì)用戶調(diào)校是有好處的。以總體精度為±0.25%的溫變器為例，假設(shè)其配用的測(cè)溫元件為*Pt100熱電阻，其允許偏差為士（0.15+0.2%Ⅰt Ⅰ），當(dāng)測(cè)試溫度為100℃時(shí)，其zui大允許偏差可達(dá)±0.35 %，而要使總體精度達(dá)到±0.25%的要求，只有靠調(diào)整溫變器的零點(diǎn)和量程，來(lái)與測(cè)溫元件的部份線性誤差進(jìn)行補(bǔ)償（或稱抵消），才能達(dá)到總體精度為±0.25%。但在現(xiàn)場(chǎng)使用中，測(cè)溫元件損壞是常發(fā)生的事，測(cè)溫元件更換后總體精度很難保持原來(lái)的指標(biāo)，況且目前國(guó)內(nèi)對(duì)*Pt100熱電阻的供貨采取協(xié)商供貨；要保證原有總體精度，只有更換測(cè)溫元件后再進(jìn)行綜合調(diào)校，而有的溫變器廠家并不推薦用戶自行調(diào)零點(diǎn)、量程、線性等，故將這些電位器隱避起來(lái)。因此，溫變器用轉(zhuǎn)換精度來(lái)表示誤差對(duì)用戶更實(shí)用，同時(shí)溫變器的調(diào)校應(yīng)建立在轉(zhuǎn)換精度測(cè)試的基礎(chǔ)上，
        另外，還需測(cè)試測(cè)溫元件對(duì)金屬保護(hù)套管的絕緣電阻，一般要求>100M，否則在現(xiàn)場(chǎng)使用中會(huì)影響測(cè)量結(jié)果或造成干擾，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊憸刈兤鞯恼＿\(yùn)行。