溫度變送器調校時的誤差分析

溫度變送器配用的測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，但其測試的內(nèi)容及原則是相同的。本文僅以調校S系列熱電阻溫變器的示值誤差為例進行討論。
    一、對標準裝置的要求
    由于開展的是調校工作，一般可根據(jù)現(xiàn)有設備條件并參照溫變器使用說明書進行。但為保證調校質，因此對調校系統(tǒng)（即標準裝置）應有一定要求。按慣例標準裝置的誤差應小于被測溫變器允許誤差的1／5，對于O．1級被測溫變器應小于其允許誤差的1／3。此外，整套標準裝置的不確定度及重復性還應合乎要求。
    二、關于調校方法
    溫變器調校方法有兩種：
     1．模擬調校法
    即用模擬信號源（標準直流電阻箱）來代替與溫變器相接的測溫元件，用改變模擬信號源的輸出值來測量溫變器輸出值的方法進行調校（在溫變器量程范圍內(nèi)調校點不少于5點，正反程循環(huán)次數(shù)不少于3次），對測量結果進行處理后，計算出溫變器的示值誤差。此方法調校結果是溫變器和模擬信號源二者的綜合結果，不包含測溫元件的不確定度。此法是zui常用的方法，對Ⅱ、Ⅲ、S型的溫變器的調校都是適用的。
    2．綜合調校法。
    此法是將測溫元件與溫變器一起進行調校，是靠改變恒溫設備溫場的溫度來測量溫變器的輸出調校點數(shù)和正反程循環(huán)次數(shù)同模擬調校法），然后計算出溫變器的示值誤差。此方法調校結果是溫變器和測溫元件的綜合結果。此法可用來測試S系列帶測溫元件一體化溫變器，對于架裝、墻掛式溫變器很少采用。
     三、標準裝置的誤差來源
  標準裝置的誤差來源視不同的調校方法而定（即不同的輸入信號）現(xiàn)分述如下：
    1．模擬調校系統(tǒng)誤差來源有：
    1）直流電阻箱的誤差；
    2）電測儀表的誤差（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）對于讀數(shù)誤差可忽略不計。
    2．綜合調校系統(tǒng)誤差來源有：
    1）一等水銀溫度計誤差；
    2）電測儀表的誤差；
    3）恒溫設備溫場不均勻誤差；
    4）直流穩(wěn)壓電源的影響；
    5）I／V變換電阻的精度影響；
    6）測溫元件（熱電阻）的誤差；
    7）讀數(shù)誤差、計算誤差、測溫元件響應時間不等引起的誤差可忽略不計。
    由于各誤差彼此獨立，故總不確定度的合成上采用方和根法計算。
    四．問題討論
    目前國內(nèi)生產(chǎn)一體化溫變器的廠家較多，對于其精度等級的表示方法也不統(tǒng)一，有的廠家稱“轉換精度”，看來這是針對溫變器本體而言，zui高的為±O．1%；有的廠家稱“總體精度"，看來這是針對溫變器和測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用戶調校是有好處的。以總體精度為±0.25%的溫變器為例，假設其配用的測溫元件為*Pt100熱電阻，其允許偏差為士（0.15+0.2%Ⅰt Ⅰ），當測試溫度為100℃時，其zui大允許偏差可達±0.35 %，而要使總體精度達到±0.25%的要求，只有靠調整溫變器的零點和量程，來與測溫元件的部份線性誤差進行補償（或稱抵消），才能達到總體精度為±0.25%。但在現(xiàn)場使用中，測溫元件損壞是常發(fā)生的事，測溫元件更換后總體精度很難保持原來的指標，況且目前國內(nèi)對*Pt100熱電阻的供貨采取協(xié)商供貨；要保證原有總體精度，只有更換測溫元件后再進行綜合調校，而有的溫變器廠家并不推薦用戶自行調零點、量程、線性等，故將這些電位器隱避起來。因此，溫變器用轉換精度來表示誤差對用戶更實用，同時溫變器的調校應建立在轉換精度測試的基礎上，
        另外，還需測試測溫元件對金屬保護套管的絕緣電阻，一般要求>100M，否則在現(xiàn)場使用中會影響測量結果或造成干擾，嚴重時甚至會影響溫變器的正常運行。