中央空调风机变频节能PID控制中温度传感器及其

    1．热电偶    热电偶传感器在环境温度检测中使用极为广泛。其主要优点是测温精度高；热电动势与温度在小范围内基本上呈单值、线性关系；稳定性和复现性较好，响应时间较快；测温范围宽。热电偶常用测温上限可达1600℃，低温可达-200℃。    热电偶的工作原理为：如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端，当两端存在温差时，就会在回路中产生热电流，那么两端之间就会存在Seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势随着测量端温度升高而增加，热电势的大小只和热电偶导体材质以及两端温差有关，和热电偶导体材质的长度、直径无关，如图3.9所示。
    图3.9    热电偶原理    常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差，并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准热电偶在使用范围或数量级上均不及标准热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。我国热电偶全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准热电偶为统一设计型热电偶。    由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表或PLC端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只是延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。    2．热电阻    热电阻是温度检测中使用的另外一种测温元件。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。热电阻的受热部分（感温元件）用细金属丝均匀地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。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度最高。接线如图3.10所示。    3．温度传感器相关仪表    由于热点偶或热电阻都不能输出变频器所能接收的0～10V或4～20mA信号，而且本项目要求能够显示实时温度数据，因此，必须再增加一个温度传感器的相关仪表。图3.11所示是国产XM260X系列智能仪表。
    图3. 10    热电阻原理
    图3.11    国产XM260X系列智能仪表    XMZ系列智能仪表集成显示、控制、变送等功能，可输入热电偶、热电阻、标准电流、标准电压信号，可显示、控制温度、压力液位、转速、酸碱度、pH值等物理量。XMZ广泛应用于热力、化工、机电设备、市政工程、楼宇自控等行业，是组成各种自动控制系统的理想产品。    XMZ系列智能仪表具有如下特点：模块化设计、SMT工艺、高性能开关电源供电；19种信号兼容输入，量程、小数点可任意设定、修正，如表3.1所示；输入信号任意选择，热电偶输入自带冷端温度补偿；隔离电流、电压变送输出（12位分辨力），输出范围任意设定，如表3.2所示；两路继电器输出，每一个继电器可自由设定为上限或下限控制，继电器吸合值和释放值（带回差）可任意设定。    表3.1    输入信号
    表3.2    输出信号
    以本项目选用的XM2601B智能仪表为例，图3.12所示为具体的接线。
    图3.12    XM2601B接线示意