應(yīng)用。因此，針對工業(yè)環(huán)境及建筑節(jié)能等對溫度參數(shù)的測量要求，采用四線Pt100熱電阻對環(huán)境溫度進行采集，然后用Jumo溫度變送器把mv信號轉(zhuǎn)換成4~20mA標準信號，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)計了基于四線Pt100熱電阻的溫度檢測系統(tǒng)。

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

檢測環(huán)節(jié)    變換環(huán)節(jié)    顯示環(huán)節(jié)

圖1 基于四線Pt100的溫度檢測系統(tǒng)框圖

2.1 每個環(huán)節(jié)選材

（1）檢測環(huán)節(jié)

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

等優(yōu)點，不僅廣泛用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀；并且為更好地消除引線電阻變化對測溫的影響，采用四引線熱電阻連接，配合用的儀表為精密電位差計或精密測溫電橋。

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=存儲在AIW x（x=0，2，4）中的值

（2）

0℃偏置量=在0℃測量出的數(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)

采用近年來在測量儀表市場中出現(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，也不需要熱電偶補償導線或延長線，不需要維護，整個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。它是一個基于數(shù)字數(shù)據(jù)處理的可編程調(diào)節(jié)

器，結(jié)合了半導體組件的使用，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定值控制器，與當前輸入0~20mA和測量范圍0%~100%的一個常規(guī)的系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)工作原理

上述環(huán)節(jié)構(gòu)成的溫度檢測系統(tǒng)的工作原理為：當Pt100在0℃時阻值為100Ω，然后隨溫度改變而改變。先用Pt100通過感應(yīng)溫度變化達到阻值的變化。由于溫度變送器可通過轉(zhuǎn)換電路，將Pt100熱電阻的信號轉(zhuǎn)換為標準電流信號、標準電壓信號的溫度測量裝置，再利用溫度變送器使輸入的各種電阻和電勢信號變成統(tǒng)一的4~20mA的電流信號，由儀表通過確認電流的不同，顯示當前的溫度。

設(shè)計四線Pt100溫度檢測系統(tǒng)使用時，組態(tài)開關(guān)設(shè)置為：從AE1端口輸入信號，S4為軟開關(guān)，將設(shè)為0時的出廠設(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。在實驗室中用所設(shè)計的溫度檢測系統(tǒng)進行溫度測量，獲得的實驗數(shù)據(jù)如表1（紅外線測溫儀作為參考），相應(yīng)的曲線圖如圖2所示。

表1 實驗檢測的熱水溫度數(shù)據(jù)

時間（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熱電阻測溫時存在滯后，所設(shè)計的四線Pt100溫度檢測系統(tǒng)測出的熱水溫度有3℃左右的誤差（以紅外線測溫儀為參照），在結(jié)果上可適當補償，獲得比較準確的結(jié)果。

時間（min）

圖2 實驗檢測的熱水溫度曲線

采用Pt100熱電阻對環(huán)境溫度進行采集，通過

Jumo溫度變送器把mv信號轉(zhuǎn)換成4~20mA標準信

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

顯示設(shè)計的溫度檢測系統(tǒng)，不僅可以進行建筑物溫度的檢測作為建筑節(jié)能的參考，還可以應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域進行溫度檢測及調(diào)節(jié)的場合。基于實驗應(yīng)用和數(shù)據(jù)分析，可驗證該系統(tǒng)具有易控制、工作可靠、測距準確度高、可讀性強和流程清晰等優(yōu)點。

參考文獻

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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)計與控制. 機械工程師，2007，10：91~93.

作者簡介：王磊，高級工程師，博士，研究方向為智能檢測與優(yōu)化控制，低碳節(jié)能技術(shù)。

WA光學分析儀—光學液體分析專家

E+H，日前推出了WA光學分析儀  測量非溶解性固體、乳液和過程液體

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)域細胞生長，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，可用于生命科學、食品飲 物控制、啤酒或飲用水檢測。

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量原 （NIR）吸收傳感器，主要用于測量懸理。當光線照射到液面上，入射光強、 浮固體和乳水界面。

透射光強、散射光強相互之間比值和 OUSAF12傳感器用于測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）吸通過測定透射光強，散射光強和入射 光度，常用于制藥、化工和造紙行業(yè)。

光強或透射光強和散射光強的比值來 OUSAF22傳感器用于電磁光譜范測定水樣特性（例如濃度、濁度等）。 圍內(nèi)的可見光區(qū)域中的色度測量，可光學分析儀可用于實驗室，也可用于 用于脫色控制、金屬檢測中的離心分

現(xiàn)場進行自動連續(xù)測定。              離、食用油葉綠素測量。

OUSTF10 散射光濁度傳感器用于              OUSAF44 傳感器用于測量紫外

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

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：可適用于多種接液部件材料，具有極強的耐腐蝕能力；適合多種過程連接類型，靈活適應(yīng)實際現(xiàn)場條件；采用衛(wèi)生型認證材料，耐SIP/CIP清洗；提供防冷凝的空氣吹掃端口和獨特的在線標定裝置等。