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热电阻范文1
【关键词】热电阻 温度传感器 放大器 AVR单片机
一、引言
随着社会的进步和工业技术的发展，许多产品对温度因素要求越来越高，温度的高精度测量是工业生产领域一个重要问题。 温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器，例如自动空调系统、家用电器温度控制中，都需要温度传感器来完成，因为温度是需测量和控制的重要参数之一。本设计一个基于AVR单片机的热电阻温度传感器，用于检测液体温度并将结果直观显示。
二、系统功能分析
根据系统设计要求，可把电路分为模拟部分和数字部分，采用ATmega16（L）AVR单片机作为系统控制核心，主要实现两个功能，一是将待测温度转换为电压并放大，由模拟部分即电桥电路和电压放大电路实现。二是将电压转换为温度并显示，由数字部分完成，即ATmega16（L）AVR单片机和LCD1602液晶显示，单片机将电压进行A/D转换，然后转换为相应的温度，送到LCD显示。
三、系统硬件电路设计
系统控制电路由电桥电路、放大电路、A/D 转换电路及LCD显示电路组成。综合考虑设计要求及系统各项功能实现情况后选择以下方案以实现设计的合理化、实用化及最小成本化。
（一）电桥电路。热电阻的敏感元件阻值随温度发生的变化是很微弱的，必须用专门电路测量这种微弱的变化，最常用电路就是电桥电路。电桥的作用：把电阻片的电阻变化率ΔR/R转换成电压输出，然后提供给放大电路放大后进行测量。为了将约2mV～9mV微弱的电压信号能够较稳定的输出，尽量减少各种干扰，该设计是采用不平衡电桥的±5V恒压源供电法。电桥四臂中只有一臂接入电阻传感器，其余三臂均为固定电阻，则输出电压U0为[1]：
（3.1）
（二）探测器测温方法
电阻温度探测器（RTD）是一根阻值随温度变化而变化的特殊导线。目前铜和铂两种探测器应用较广泛，铂电阻温度传感器有PT100，其电阻温度系数为3.9×10-3/℃，电阻变化率为0.3851Ω/℃，具有测量范围宽、精度高、稳定性好等优点，电阻与温度之间关系接近于线性。为了提高测量精确度，使用铂热电阻Pt100为探测器。为了消除导线电阻受被测温度环境的影响，引线采用三线制测量法。当电桥达到平衡时，有 （3.2）
则
因取，则有 （3.3）
若使 ，则有
由上可知，调节使电桥平衡，可消除环境影响。当Pt100所测温度发生变化时，其电阻相应发生变化，导致输出电压发生变化，输出端产生毫伏级电压，输出电压与温度呈线性关系变化[2]。
（三）放大电路。经分析可知，传感器输出信号是十分微弱的微伏级电压，且易受噪声干扰。因此要有效提取该信号，关键是在放大有用信号时把干扰信号有效地抑制掉，设计还需考虑放大器精度及稳定性。
1.前置放大电路。整个电路的失调电压及漂移与第一级密切相关，因此第一级选用具有超低失调电压和超低漂移的集成运放ICL7650，且第一级承担仪用放大器主要放大作用，则取R2=100K，R1=2K，R3/R4=1。第二级的漂移和失调电压对整个电路的作用大大降低，但其共模抑制比CMRR对整个电路的CMRR影响很大，因此第二级选用价格低且性能优越的低漂移集成运放OP07，其失调电压为45V，温漂为0.3V/℃，增益为450V/mV，共模抑制比为123dB。因第一级增益较大，易引起自激振荡，因此在两个100K电阻两端加上150P的电容。ICL7650是一种斩波稳零运放，斩波频率低（200HZ），其输出信号中含有斩波尖峰噪声，因此第二级差分运放电路又做低通滤波器，对斩波噪声及其它干扰信号抑制效果较好[3]。
2.后级放大电路。后级放大电路完成信号二次放大和低通滤波作用，可根据需要调节放大倍数。应用OP07构成反相放大电路，Vin 是经前置放大电路放大后的电压，理论上此放大电路放大倍数为b=100倍。C9、R7 构成RC低通滤波网络，其电路截止频率为，f=1/2Л×R×C-1/2兀×30K×0.01u-530 Hz，符合设计要求（有用信号频率范围主要集中在0到500 Hz）；管脚7和4分别接一个0.1pF瓷片电容，用于滤除高频成分；为了减少失调电流，管脚3接R6；OUT端信号进行A/D转换后送至CPU处理。
（四）数据采集及处理。单片机控制和测量中涉及物理量均为模拟量，模拟量要输入单片机须经过A/D转换为数字量，单片机才能进行运算、加工和处理。在本设计中，直接应用ATmega16（L）AVR单片机与软件结合，实现数据采集、A/D转换及通信功能，电路简单又能满足设计需要。
A/D转换基本原理是：将参考电平按最大的转换值量化，再利用输入模拟电平与参考电平比值求得输入电平的测量值（V测=V参*（AD量化值/AD转换的最大值））。有些MCU A/D转换的参考电平可选择由一个外部引脚输入，使得用户可以对A/D转换进行更好控制。值得注意的是A/D转换输入电平须比参考电平低或相等，否则测试的结果会偏差很大。
（五）显示电路。液晶显示器（LCD）具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等优点，近几年被广泛用于单片机控制的智能仪器低功耗电子系统中。本设计用常见的1602字符型LCD模块作为显示器。1602B可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0-D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光。
四、系统调试
启动系统，将程序烧写入控制芯片ATmega16。下载结束后将探测器放入热水中，用万用表测量模拟部分信号输出端电压值U0，与LCD显示电压U1比较。当电压达到稳定后，将探测器放入冷水中，再次比较显示结果，同时记录LCD上显示的温度T1，如表4-1所示。
表4-1 电压及温度测量结果（表4-1）
五、结论
本设计实现以下功能：
根据铂电阻温度探测器的电阻随温度变化而变化原理，将温度变化转化为电阻的变化，再运用不平衡电桥原理将变化的电阻转化为电压。
用ICL7650制作差动放大电路，将电桥产生的毫伏级电压进行差动放大100倍，用OP07的典型运放电路作为后级放大，通过联级方式对小信号放大滤波[5]。
用BASCOM语言编程控制AVR单片机实现将模拟信号进行A/D转换及通信，并在LCD上显示电压及相应温度。
参考文献：
[1]孙传友，孙晓斌.感测技术基础[M].北京：电子工业出版社，2006
[2]单成祥，牛彦文，张春.传感器原理与应用[M].北京：国防工业出版社，2006
[3]张茂青.AVR单片机高级语言BASCOM程序设计与应用[M].北京：北京航天航空大学出版社，2005
热电阻范文2
关键词：温度，热电阻，端面，Pt100
中图分类号：TM241文献标识码： A
温度是表征物体冷热程度的物理量，是工业生产和科学试验中最普通、最重要的热工参数之一。物理的许多物理现象和化学性质都与温度有关，许多生产过程均是在一定的温度范围内进行的。因此，温度的测量是保证生产正常进行、确保产品、质量和安全生产关键环节。温度不能直接加以测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性，来进行间接测量。利用热平衡原理，我们可以选择某一物体同被测物体相接触来测量它的温度，当两者达到热平衡状态，选择物体与被测物体的温度相同，通过对选择物体的物理量的测量，便可得到被测物体的温度数值。其中，热电阻温度计是不可缺少仪表元器件之一。今天，我就谈一谈我对热电阻温度计的认识。
首先我们说一说热电阻的测温原理、特点：热电阻是中低温区的一种测温元件。热电阻利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀的缠绕在绝缘材料制成的骨架上，当被测介质中有温度梯度存在时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。它的主要特点是测温精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度最高。
热电阻的结构特点：热电阻通常和显示仪表、记录仪表和变送器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从―200至+600范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。
（1）WZ系列装配热电阻：通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成，具有测量精度高，性能稳定可靠等优点。实际运用中以Pt100铂热电阻运用最为广泛。
（2）WZPK系列铠装铂热电阻：铠装热电阻是由感温元件、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它有下列优点：体形细长，热响应时间快，抗振动，使用寿命长等优点。现在的本钢马耳岭球团厂采用的就是这种热电阻。
（3）防爆型热电阻：隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把接线盒内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引起爆炸。大多使用在化工产业中。
（4）端面热电阻：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速反映被测端面的实际温度，适用于测量表面温度。
电阻是中低温区最常用的一种温度监测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻测温原理及材料，热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。其次，我们谈一下热电阻温度计的日常维护。我们单单从以上大篇幅的介绍不难看出，热电阻温度计在当今科学技术如此发达的今天得到了较理想的运用。
热电阻范文3
关键词：Ptl00；PLC；模拟量模块；炉温控制
中图分类号：TP301
文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2011)02-0044-03
0 引言
温度控制系统在现代物联网控制技术中具有广泛的应用，同时在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。当前比较流行的温度控制系统有基于单片机的温度控制系统、基于PLC的温度控制系统、基于工控机(IPC)的温度控制系统、集散型温度控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)等。本文设计的运料小车炉温控制系统主要采用PLC和热电阻结合进行系统采集控制。
1 热电阻式传感器的应用
热电偶或热电阻传感器可把温度信号转换成电信号，再将该信号送入变送器的输入网络，该网络包含调零和热电偶补偿等相关电路。经调零后的信号输入到运算放大器进行信号放大，放大的信号一路经V／I转换器处理后以4～20 mA直流电流输出；另一路经A／D转换器处理后送到表头显示。变送器的线性化电路有两种，均采用反馈方式。其中对热电阻传感器可采用正反馈方式进行校正；对热电偶传感器，则可采用多段折线逼近法进行校正。
1.1Pt100热电阻传感器工作原理
变送器除有传感的功能之外，还有放大整形的功能，输出为标准的控制信号。Pt100变送器可将传感信号转换成统一的标准信号(4～20 mA DC，0～10VDC)。本设计中，铂电阻输入一个微弱的电压信号通过变松器可转换成一个标准的4～20 mA电信号。
1.2铂电阻工作原理
热电阻是利用物质在温度变化时本身电阻随之变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分(温度元件)是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料制成的骨架上，当被测介质中有温度梯度存在时，所测量的温度为感温元件所在范围内的平均温度。
1.3SBW系列Ptl00温度变送器及其硬件连接
SEW系列Ptl00温度变送器的实物图和硬件接线方法如图1所示。
由图1所示的变送器实物图可知，使用时可以将变送器和热电阻按照两线制或三线制方式连接好，也可以直接选用一体化温度变送器。温度变送器的硬件连接如图2所示。使用时，将该变送器串联24 V直流电源，负载端就可以直接得到变送器输出的4～20 mA的直流信号。本系统采用PLC模拟量模块采集温度信号，可以如图2所示串联一个标准负载电阻，以把电流信号转换成0～10V的电压信号输入到PLC模拟量输入端。
2 炉温控制系统方案设计
本项目的主要任务是设计一个炉温控制系统，其工作过程是：小车进入炉膛，处于室温的炉膛通过温度传感器将温度转换成电压信号，由ST接口将模拟的电压信号输入给PLC，在PLC内部与温度设定值进行比较和计算，之后，PLC模拟量输出口的输出电压接通炉丝，小车的工件开始加温，工件的加温温度可根据工艺要求来设定。当炉温达到设定值时，保温10 s，电炉丝关断停止加热，小车退出炉膛，工件自然冷却，然后在20 s后启动下一循环。图3所示是加热炉控制系统生产线示意图。
3 PLC控制器及其电路
炉温控制系统中的控制器采用西门子的PLC―CPU224XP，该机型是西门子最新的200系列PLC中的新型控制器，具有数字量和模拟量模块，且有两路串口通讯端口。图4所示是本系统中的控制系统外部接线图。
4 软件程序设计
采用S7―200的编程软件能直接进行编程通讯，实现模拟监控功能，结合工控组态软件也能进行上位机开发。图5所示是其控制工作流程，按照该炉温控制流程要求可以编写程序，并设置PLC的输入输出点，还应对应控制柜上按钮进行编号。
4.1温度采集及其处理
将铂电阻Pt100放到电热炉中采集到电流信号后，通过变送器转化成标准电信号再送人PLC(模拟量输入端子A+、M)中，PLC和PC机用PC／PPI串口通讯线送入梯形图(LAD)程序中，这样，就可以将其转化成温度数值了。温度采集后的温度处理程序如图6所示。
4.2LED数码管显示控制
本设计中温度的设定值可通过LED数码管显示出来。以便在工作过程中对温度设置更加直观。LED数码管显示控制程序如图7所示。
热电阻范文4
【关键词】热电偶；温度偏差；冷端延长；温度补偿
1、问题的发现和危害
某油田自备电厂的两台PG5361燃气轮发电机组承担着为该油田发供电的任务。发电机组的温度控制检测系统在机组的运行中，起着监视和控制机组运行状况的任务，对机组的安全稳定运行有重要意义。在该厂1#机组停机期间，发现所有的热电偶的温度普遍偏高，在环境温度9°左右时，所有热电偶显示温度都在22°左右，如果热电偶的温度显示不准确，就会对机组的运行造成一定的影响。
2、热电偶的基本工作原理
2.1热电偶的测量原理
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体（称为热电偶丝材或热电极）组成闭合回路，当接合点两端的温度不同，存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电势EAB，这就是所谓的塞贝克效应，如图1所示。
热电势包括两部分，即接触电势和温差电势，热电势是二者之和，其中温差电势比接触电势小很多，在计算时，一般忽略不计，因此热电势就是热电偶两个接点温度T和T0的函数，一般表示为：
EAB（T，T0）= EAB（T）-EAB（T0）
当保持T0不变时，热电势就变成温度T这一个变量的函数。
EAB（T，T0）=f（T）
一般情况下把温度较高的一端称为工作端（也称为测量端，温度为T），温度较低的一端为自由端（也称为补偿端，温度为T0），自由端通常处于某个恒定的温度下（最好为0℃）。
2.2热电偶的温度补偿
在实际测量中将热电偶的补偿端保持在0℃是很不现实的。所以，在工程实际中一般使用冷端延长法进行温度补偿。
冷端延长法的思路就是用廉价的导线取代热电偶电极贵金属材料，这样可以降低测量成本，又避免引起测量误差。当远距离测温时，廉价的补偿导线所产生的热电势等于使用昂贵的电极材料的导线在此范围内产生的热电势，即保持EAB（T，T0）基本不变，也就是说使用与热电偶相配的补偿导线进行远距离接线，相当于把热电偶的冷端温度Tn（即冷端温度T0）延伸到温度Ta处，如图2所示：
3、原因分析
3.1该电厂的热电偶测温系统的构成
如图3所示，现场的热电偶接线于现场端子箱，然后通过补偿导线引入控制室TS3000控制柜接线端子，从接线端子排到温度变送器之间的导线使用了普通导线，经过温度变送器对热电偶的毫伏电压信号进行运算处理后，输出4-20毫安信号到TS3000模拟信号输入卡件，参与燃机运行的检测和控制。
3.2测温偏差的产生
如上安装有个问题，按照冷端延长法的理论来讲，新的冷端（即热电偶的冷端补偿点）是在TS3000的接线端子排上面，也就是控制室的室温T3，而P+F温度变送器在对热电偶的信号进行运算时，是用其上部的热敏电阻测得的温度T4做为冷端补偿点的。在理论情况下，如果T3=T4，那么温度变送器计算出的温度（T）应该与测量点的温度（T1）是一样的，即：T=T1。但实际情况是，由于温度变送器在工作的时候，有热量产生，且紧密排列，散热效果不好，其热敏电阻测得的温度T4大于室温T3，导致温度变送器计算出的温度（T）与实际测点的温度（T1）之间就有了差值T，即：T=T1+T。在本例中，经过现场实际测量，在测量点温度为9℃，控制室温度为26℃，温度变送器上部温度为38℃的情况下，温度变送器计算出的温度（T）为21.16℃，即：显示温度比实际测量点的温度高了约12.16℃。
为了验证的分析，在一个温度测点进行了试验。如下表所示，在燃机的温度测点中发电机的定子温度采用的是热电阻测量元件，测量值约9℃左右，与大气温度相近，是准确的。而排气温度和轮机间温度采用的是热电偶，测量值为20℃左右，与大气温度存在较大误差。
在机组停机的情况下，用补偿导线替换了一级前外侧轮间热电偶aTTWS1AO2的普通导线，使原显示温度22℃变化为较为准确的8.8℃，基本与大气温度一致。
上述实验结果验证了的分析，即：测量误差是由于温度变送器采用的冷端补偿点温度与延长导线的冷端补偿点不一致产生的。
4、解决方案
4.1方案选择
第一种解决方案
把P+F温度变送器重新编程，使用固定的外部补偿温度。比如，使用空调设备使室温基本维持在25℃，通过编程等手段使温度变送器采用25℃作为固定的补偿温度值。优点是不增加硬件改造，操作较简单，缺点是在室温变化时，会有相应的偏差，同时费用也无法确定。
第二种解决方案
把TS3000接线端子到温度变送器之间的普通导线换为补偿导线。优点是费用较小，操作简单，方案较易实现，缺点是需要购买补偿导线进行接线改造。
5、结论
通过试验说明，可以用价格相对低廉的导线取代热电偶电极贵金属材料，解决该机组热电偶测量出现的温度差。同时，通过此案例，建议在热电偶安装施工中，一定要注意一些很小的细节问题，避免由于小的疏忽产生的人为误差，使设备的测量更准确，来保证设备的准确监测和安全运行。
参考文献
热电阻范文5
【关键词】西门子 余热发电 监控
余热发电是能源再生利用和环境保护的重要研究方向之一，现已在钢铁、水泥和石油化工等工业领域的应用中取得了较大进展。而PLC以其可靠性高、适应性强、编程简单及模块化结构扩展的特点，作为智能控制站广泛应用于各种工业控制现场。本文以西门子S7-300系列PLC作为下位机，以北京亚控科技的组态王监控软件作为上位机，设计了基于以太网通信的余热发电机组监控系统。
图1是某低温余热发电机组监控系统的总体框架图，主要包括下位机和上位机两大部分，分别实现不同的功能。
1 下位机程序设计
1.1 数据采集和处理
数据采集系统是整台机组在启动、停止、正常运行和事故工况下的主要监视手段。通过人机界面向运行人员提供各种实时参数或经过处理的信息以指导运行操作。其主要功能有：
1.1.1 工艺过程数据的采集和处理
过程数据包括仪表测量数据和设备运行状态。对过程数据的处理包括正确性判断，数字滤波、工程单位转换等。
1.1.2 报警判断
PLC对处理之后的机组数据，超过预设的定值时，自动触发报警；当参数正常之后，报警自动复归。
本项目数据采集主要包括汽轮机及其辅助系统的温度、压力、流量等过程变量，以及电动机和阀门的状态信号。温度信号采用工业热电阻PT100测量，压力采用智能化一体化变送器，主蒸汽流量和冷却水流量采用差压式流量计，凝结水流量采用涡街流量计。
1.2 模拟量控制系统（MCS）
本项目中的模拟量控制系统，都是单回路控制系统，采用常规PID控制就可以达到要求，主要包括如下：
1.2.1 旁路阀自动控制
通过调节汽轮机旁路阀的开度，来控制汽轮机主汽门前的压力。
1.2.2 凝汽器液位自动控制
通过调节凝结水母管调节阀的开度，来控制凝汽器液位在设计位置。
1.3 顺序控制系统（SCS）
顺序控制即开环逻辑控制，是机组主要控制系统之一。其任务是按照各设备的启停运行要求及运行状态，经逻辑判断发出操作指令，对机组主要设备进行顺序启停。同时该系统根据工艺系统要求实施联锁与保护。
本项目SCS系统主要包括两部份：
1.3.1 机组级自动启停控制
主要是实现汽轮发电机组的自动启动和自动停止功能。
1.3.2 设备级启停和联锁
主要是电动机和阀门等设备的联锁和保护逻辑。
1.4 汽轮机数字电液控制系统（DEH）
本项目的汽机数字电液控制系统布置在DEH控制柜内，并留有与PLC控制柜的PROFIBUS通讯接口，DEH系统至少包括以下功能，但不限于此：
（1）转速/功率调节：控制系统的转速/功率调节回路通过检测发电机出口开关的位置，判断是在转速控制还是在功率控制。在机组并网之前，为转速控制功能，机组并网之后，自动切换至功率控制。
（2）负荷限制：当机前汽压过低时自动限制汽轮机的负荷，以使汽轮机机前压力维持在设定范围。
（3）超速保护功能：当汽轮机转速达到额定转速的110%，DEH系统发出超速保护指令，迅速将汽轮机主汽门和调门关闭。
（4）DEH系统留有接收PLC控制系统发出的模拟操作指令的信号接口。
为了实现以上功能，本项目采用WOODWARD公司的505系列调速器。505调速器和PLC控制系统之间通过硬接线交换数据，主要包括汽轮机转速、调节阀阀位、以及机组的启动、停止等信号。
1.5 汽机紧急跳闸系统（ETS）
本项目ETS系统集成在PLC控制柜内。ETS系统实时监视机组的重要测量数据，当超过极限值时，关闭汽轮机进汽阀门，紧急停机。ETS保护项目见表1。
1.6 发电机控制
本项目发电机控制系统采用丹控公司的GPC-3系列多功能控制器。GPC-3是一个基于微处理器、集保护和控制同步/异步发电机所需功能与一体的紧凑型控制单元，且包含所必须的电隔离三相测量电路。本项目中，GPC-3对发电机出线电流、电压进行检测，依据预置的设定值，自动完成发电机组的保护、同步和并网功能。
GPC-3和PLC之间通过PROFIBUS总线进行通信，将发电机的状态数据实时传输给PLC，并在上位机显示。
2 上位机程序设计
本项目中，上位机监控功能采用北京亚控科技的组态王监控软件来实现。“组态王”是在PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，它以Windows98/Windows2000/WindowsNT4.0中文操作系统作为其操作平台，具有图形功能完备，界面一致友好，易学易用的特点。
上位机主要完成以下功能：
（1）设备操作：为系统中的设备操作提供人机接口。
（2）显示功能：主要包括操作显示、棒状显示、模拟图显示、趋势图显示、报警显示等。
（3）实时/历史数据存储：上位机画面可以显示某些重要参数的实时曲线，并对所有数据都可以进行存储，以方便检索。
（4）制表记录功能：包括定期记录、运行人员操作记录、报警记录等。报表打印
为了实现以上功能，工控机通过工业以太网和西门子S7-300PLC连接。监控软件实时接收PLC上传的数据，并将操作指令传输至PLC。通讯速率可以满足系统实时监视的要求。
工控机在本地建立SQL Server 2005数据库，用来保存机组运行数据和报警信息。
3 结束语
西门子PLC具有很强的以太网通信功能，其S7-315系列PLC自带以太网通讯口，减少了通讯模块的配置，系统实现较简单。组态王监控软件组态方便，快捷，自带丰富的脚本函数，可以满足工业控制的应用。本文提出的监控方法和监控系统已在某余热发电工程中得到应用，运行稳定可靠，故障率较低。
参考文献
[1]潘卫，廖家平.PLC系统在低温余热发电中的应用[J].湖北工业大学学报，2009（24）：5.
[2]梅映新，祝广场.基于DataSocket的欧姆龙PLC以太网通信接口研究[J].电气自动化，2015（37）2.
[3]DEIF.GPC-3 Data Sheet.Version： 3.07.X
[4]靳雷，王建跃.组态王和PLC在机械手臂控制系统的应用[J].化工自动化及仪表，2010（37）：3.
作者简介
祝广场（1984-），男，工学硕士学位。研究方向为火电厂热工自动化控制和保护。
热电阻范文6
【关键词】变压器；两表差；误差
前言
在日常运行维护工作中，常常会出现指针温度计与远方显示装置数值不一致的现象，存在较大偏差，容易给运行人员造成误判断。随着变电站自动化改造，变电所“无人值守”或“少人值守”方式的推广，变压器测温装置的准确可靠，减小就地指针温度计指示值和远方显示值的差值尤为重要。
1、测温装置的结构及工作原理
油浸式变压器测温系统由就地指针温度计和远方显示装置所组成，指针温度计用于就地示值读数，远方显示装置仅用于对指针指示值的远方读数，下面分别对这两部分的结构原理进行论述：
1.1就地指针温度计
就地指针温度计为压力式温度计，是根据液体的膨胀定律设计的。主要由感温元件（温包）、压力远传管道（毛细管）和弹性元件三大部分组成，在这三个部分组成的密闭系统中，填充一定量的感温介质，这种感温介质的受热温度和它的饱和蒸汽压力之间，存在着规律的对应关系。一定质量的液体，在体积不变的条件下，其压力和温度之间的关系为（1-1）：
显示器多为数显温度调节仪，其工作原理为当采用热电阻为传感器时，热电阻随温度变化，其电阻值变化量经桥路变化成直流信号，再由非线性电路校正后放大经A/D转换、计数、显示，实现温度的测量，工作原理图见图二。
图二中Rt为测温热电阻，通常选用Pt100铂热电阻或Cu50铜热电阻（我局选用Pt100铂热电阻），它们的温度与电阻值分度关系是非线性的，因此，必须经非线性校正，即经线性化处理和A/D转换后，才能完成数字式温度测量。
工业热电阻经电缆（三芯）与数显温度调节仪连接，就构成远方测温装置，其接线图见上图三。
2、问题存在的原因
2.1指针温度计、工业热电阻和数显温度调节仪在检定合格的情况下自身存在误差，尤其是指针温度计精度等级低（多为1.5级及以下），存在接点动作误差和切换差。
2.2由于安装工艺原因，热电阻保护管腐蚀、进水或存在其他杂质，电阻值增大，测量不准确；指针温度计温包等安装位置不当，毛细管不平整等产生的测量误差。
2.3接线回路存在误差，电缆芯线阻值不同；电缆线与接线端子接触不良，存在接触电阻；均会造成测量不准确。
2.4指针温度计的温包与远方显示装置的热电阻安装的位置不同，会产生测量值的不同。
2.5测温装置量程选择不正确，产生的读数误差。
2.6环境温度的影响，盛夏阳光直射条件下指针温度计表壳内温度会高达60℃，严冬时节温度会在低至-30℃条件下运行，这种由于环境温度的变化引起的误差，致使两表偏差较大。
以上多种原因形成的综合误差，使指针温度计与远方显示装置数值得偏差严重。DL/T572《电力变压器运行规程》中要求“两表偏差≤5℃”，为了满足这项考核指标，需要采取有效措施解决两表偏差严重的问题。
3、采取的措施
3.1采用现场校准的方式。由于实验室与现场使用条件不一致，在实验室检定合格的测温装置不表示此装置在现场使用状况合格，只有通过现场校准，才能有效消除两表偏差。
3.2对三线制热电阻，由于使用时被测电阻不包括内引线电阻，因此在测定电阻值时，须采用两次测量方法，以消除引线电阻的影响。
3.3正确安装测温装置各部分，消除由于安装工艺原因造成的误差：
3.3.1指针温度计的温包与远方显示装置的热电阻安放位置舱内注油，消除空气介质隔绝，确保温度同变压器本体温度一致；
3.3.2温包与热电阻安装应全部浸入被测介质中，以减小导热误差；
3.3.3指针温度计毛细管的敷设应尽量减少弯曲，如需弯曲安装时的弯曲半径不应小于50毫米，且每隔300毫米就有相应的固定，避免毛细管折损、漏气和压力传输不畅引起的误差；
3.3.4指针温度计的温包与远方显示装置的热电阻安装时必须平整，均匀紧固螺丝，并应做好密封；
3.3.5测温装置安装应在干燥天气条件下快速进行，以防潮湿空气进入仪表内部。
3.4电缆按规定型号配用（截面一般不小于1.0平方毫米），接线柱与电缆接触完好，减小接触电阻。
3.5适当选择测温装置量程：
3.5.1根据油浸变压器A级绝缘耐温上限为105℃的要求，当变压器运行最高环境温度为40℃时，变压器油顶层最大温升为55℃，变压器绕组最热点温升不大于78℃的技术指标，采用油温计测量范围为-20℃～140℃、绕组温度计测量范围为0℃～160℃比较合适。有三点好处：4mA～20mA模块对应160℃测量范围，其对应最小分辨率为0.mA/℃；统一160℃测量范围有利于降低远方测温装置备品采购成本；提升指针温度计校准质量。
3.5.2指针温度计工作区域应选择在量程的1/2～3/4处，有利于机械仪表延长使用寿命，减少指针温度计故障率的发生。
小结
测温装置的读数准确，可以为分析、判断变压器状态、性能提供依据，直接关系到变压器的安全稳定运行，其周期检验及检修同与其连接的主要设备大修日期一致。所以，在高压设备状态检修的背景下，测温装置完好可靠程度十分重要。
参考文献
[1]安装使用说明书.杭州温度表厂
[2]黄力仁.温度表.中国电力出版社，1993年
[3]Q/GDW 4401-2010，油浸式变压器测温装置现场校准规范.国家电网公司，2010年
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