應(yīng)用。因此，針對(duì)工業(yè)環(huán)境及建筑節(jié)能等對(duì)溫度參數(shù)的測(cè)量要求，采用四線Pt100熱電阻對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行采集，然后用Jumo溫度變送器把mv信號(hào)轉(zhuǎn)換成4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再用西門子SIPART DR20單回路調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)和顯示溫度，設(shè)計(jì)了基于四線Pt100熱電阻的溫度檢測(cè)系統(tǒng)。

基于四線Pt100熱電阻的溫度檢測(cè)系統(tǒng)主要包括3個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示。

檢測(cè)環(huán)節(jié)    變換環(huán)節(jié)    顯示環(huán)節(jié)

圖1 基于四線Pt100的溫度檢測(cè)系統(tǒng)框圖

2.1 每個(gè)環(huán)節(jié)選材

（1）檢測(cè)環(huán)節(jié)

采用中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)元件Pt100熱電阻。鉑熱電阻具有測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定

等優(yōu)點(diǎn)，不僅廣泛用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀；并且為更好地消除引線電阻變化對(duì)測(cè)溫的影響，采用四引線熱電阻連接，配合用的儀表為精密電位差計(jì)或精密測(cè)溫電橋。

利用Pt100熱電阻的溫度與阻值變化關(guān)系，根據(jù)以下公式求得溫度。

T℃=（溫度數(shù)字量-0℃偏置量）/1℃數(shù)字量

（1）

溫度數(shù)字量=存儲(chǔ)在AIW x（x=0，2，4）中的值

（2）

0℃偏置量=在0℃測(cè)量出的數(shù)字量              （3）

1℃數(shù)字量=溫度每升高1℃的數(shù)字量              （4）

（2）變換環(huán)節(jié)

采用近年來(lái)在測(cè)量?jī)x表市場(chǎng)中出現(xiàn)的一種小型化的溫度變送器Jumo一體化溫度變送器。它采用固態(tài)封裝工藝，直接與熱電偶或熱電阻安裝一起，體積小巧緊湊，通常為直徑幾十毫米，不必占有額外空間，也不需要熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線或延長(zhǎng)線，不需要維護(hù)，整個(gè)儀表采用硅橡膠或樹脂密封結(jié)構(gòu)，能抗較

惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

（3）顯示環(huán)節(jié)

采用帶顯示與調(diào)節(jié)功能的西門子 S I PA R T DR20。它是一個(gè)基于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理的可編程調(diào)節(jié)

器，結(jié)合了半導(dǎo)體組件的使用，保證單位體積緊湊以及函數(shù)的程序內(nèi)存單元。其k型控制器可以作為一個(gè)定值控制器，與當(dāng)前輸入0~20mA和測(cè)量范圍0%~100%的一個(gè)常規(guī)的系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)工作原理

上述環(huán)節(jié)構(gòu)成的溫度檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理為：當(dāng)Pt100在0℃時(shí)阻值為100Ω，然后隨溫度改變而改變。先用Pt100通過(guò)感應(yīng)溫度變化達(dá)到阻值的變化。由于溫度變送器可通過(guò)轉(zhuǎn)換電路，將Pt100熱電阻的信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)的溫度測(cè)量裝置，再利用溫度變送器使輸入的各種電阻和電勢(shì)信號(hào)變成統(tǒng)一的4~20mA的電流信號(hào)，由儀表通過(guò)確認(rèn)電流的不同，顯示當(dāng)前的溫度。

設(shè)計(jì)四線Pt100溫度檢測(cè)系統(tǒng)使用時(shí)，組態(tài)開關(guān)設(shè)置為：從AE1端口輸入信號(hào)，S4為軟開關(guān)，將設(shè)為0時(shí)的出廠設(shè)定0~20mA修改為1，則顯示范圍變?yōu)?~20mA，從而與溫度變送器的范圍一致。在實(shí)驗(yàn)室中用所設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行溫度測(cè)量，獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1（紅外線測(cè)溫儀作為參考），相應(yīng)的曲線圖如圖2所示。

表1 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的熱水溫度數(shù)據(jù)

時(shí)間（min）

2              4              6              8              10              12              14

溫度（℃）

Pt100熱電阻 85 72 60 55 50 48 47 紅外線測(cè)溫儀 87 75 63 59 53 52 51

從表1和圖2中可以看出，由于Pt100熱電阻測(cè)溫時(shí)存在滯后，所設(shè)計(jì)的四線Pt100溫度檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)出的熱水溫度有3℃左右的誤差（以紅外線測(cè)溫儀為參照），在結(jié)果上可適當(dāng)補(bǔ)償，獲得比較準(zhǔn)確的結(jié)果。

時(shí)間（min）

圖2 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的熱水溫度曲線

采用Pt100熱電阻對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行采集，通過(guò)

Jumo溫度變送器把mv信號(hào)轉(zhuǎn)換成4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信

號(hào)，再用西門子SIPART DR20單回路調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)和

顯示設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)，不僅可以進(jìn)行建筑物溫度的檢測(cè)作為建筑節(jié)能的參考，還可以應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行溫度檢測(cè)及調(diào)節(jié)的場(chǎng)合。基于實(shí)驗(yàn)應(yīng)用和數(shù)據(jù)分析，可驗(yàn)證該系統(tǒng)具有易控制、工作可靠、測(cè)距準(zhǔn)確度高、可讀性強(qiáng)和流程清晰等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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PLC組成的電爐群控制系統(tǒng). 工業(yè)加熱，2007，36（4）：57~58.

設(shè)計(jì)與控制. 機(jī)械工程師，2007，10：91~93.

作者簡(jiǎn)介：王磊，高級(jí)工程師，博士，研究方向?yàn)橹悄軝z測(cè)與優(yōu)化控制，低碳節(jié)能技術(shù)。

WA光學(xué)分析儀—光學(xué)液體分析專家

E+H，日前推出了WA光學(xué)分析儀  測(cè)量非溶解性固體、乳液和過(guò)程液體

系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品可用于分 中的混溶性流體。傳感器在電磁頻譜析紫外吸收、色度、紅外吸收、濁度、 的可見光（VIS）/近紅外光（NIR）區(qū)域細(xì)胞生長(zhǎng)，具有量程大、精度高、穩(wěn)定 內(nèi)工作，適用于品質(zhì)/純度監(jiān)控、冷凝性好等特點(diǎn)，可用于生命科學(xué)、食品飲 物控制、啤酒或飲用水檢測(cè)。

料、化工、油氣、水和污水等行業(yè)。              OUSAF11可見光（VIS）/近紅外光

該系列傳感器采用光度測(cè)量原 （NIR）吸收傳感器，主要用于測(cè)量懸理。當(dāng)光線照射到液面上，入射光強(qiáng)、 浮固體和乳水界面。

透射光強(qiáng)、散射光強(qiáng)相互之間比值和 OUSAF12傳感器用于測(cè)量液體介水樣特性之間存在一定的相關(guān)關(guān)系， 質(zhì)的可見光（VIS）/近紅外光（NIR）吸通過(guò)測(cè)定透射光強(qiáng)，散射光強(qiáng)和入射 光度，常用于制藥、化工和造紙行業(yè)。

光強(qiáng)或透射光強(qiáng)和散射光強(qiáng)的比值來(lái) OUSAF22傳感器用于電磁光譜范測(cè)定水樣特性（例如濃度、濁度等）。 圍內(nèi)的可見光區(qū)域中的色度測(cè)量，可光學(xué)分析儀可用于實(shí)驗(yàn)室，也可用于 用于脫色控制、金屬檢測(cè)中的離心分

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)測(cè)定。              離、食用油葉綠素測(cè)量。

OUSTF10 散射光濁度傳感器用于              OUSAF44 傳感器用于測(cè)量紫外

（UV）光譜區(qū)間內(nèi)過(guò)程液體的吸光度，用于蛋白質(zhì)濃度監(jiān)測(cè)、層析控制、超濾控制、有機(jī)化合物濃度測(cè)量。

該系列產(chǎn)

品同E+H配套產(chǎn)品OUA260流通支架以及CVM40變送器共同使用，具有以下優(yōu)勢(shì)：可適用于多種接液部件材料，具有極強(qiáng)的耐腐蝕能力；適合多種過(guò)程連接類型，靈活適應(yīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)條件；采用衛(wèi)生型認(rèn)證材料，耐SIP/CIP清洗；提供防冷凝的空氣吹掃端口和獨(dú)特的在線標(biāo)定裝置等。