[科普中国]-一体化热电偶

一体化热电偶一般由测温探头（热电偶或热电阻****传感器）和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化热电偶. 一体化热电偶温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温一体化热电偶信号转换放大后，再由线性电路对温度的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。

简介带温度变送器热电偶又称一体化热电偶，一体化热电偶是指在热电偶或热电阻的防水或隔爆接线盒内装入放大变送模块（即温度变送器），与传感器连接形成一体化，输出标准4-20mA 电流信号或也可以输出0-5V或1-5V的电压信号。通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机等配套用，直接测量各种生产过程中的0度-1300度范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度1。

分类一体化热电偶主要包括：

无固定装置一体化热电偶；

固定螺纹式一体化热电偶；

活动法兰式一体化热电偶；

固定法兰式一体化热电偶；

固定螺纹锥式一体化热电偶；

活络管接头式一体化热电偶；

直形管接头式一体化热电偶；

固定螺纹管接头式一体化热电偶；

活动螺纹管接头式一体化热电偶。

温度变送器热电偶或热电阻传感器将被测温度转换成电信号，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转换器计算处理后以4－20mA直流电流输出；另一路经A/D转换器处理后到表头显示。变送器的线性化电路有两种，均采用反馈方式。对热电阻传感器，用正反馈方式校正，对热电偶传感器，用多段折线逼近法进行校正。一体化数字显示温度变送器有两种显示方式。LCD显示的温度变送器用两线制方式输出，LED显示的温度变送器三线制方式输出2。

工作原理热电偶在工作状态下所测得的热电势的变化，经过温度变送器的电桥产生不平衡信号，经放大后转换成为4~20mA的直流电信号给工作仪表，工作仪表便显示出所对应的温度值。防爆一体化热电偶利用间隙隔爆原理，当腔内发生爆炸时，能通过接合面间隙熄火和冷却，使爆炸后的火焰全温度传不到腔外，从而进行防爆。

执行标准IEC584 IEC751 JB/T7391-1994

产品特性二线制输出4~20mA，抗干扰能力强；节省补偿导线及安装温度变送器费用；测量范围大；冷端温度自动补偿，非线性校正电路

输出信号：4~20mA，负载电阻250 1/2、传输导线电阻100 1/2

输出方法：二线制

供电电源：24V.DC±10%

防护等级：IP65

绝缘电阻：仪表输出接线端子与外壳之间的绝缘电阻应不小于50 1/2

热响应时间：当温度出现阶跃变化时，仪表的电流输出信号变化至相当于该阶跃变化的50%所需的时间，通常以τ0.5表示，当温度变送器的阶跃响应稳定时间不超过热电偶（阻）热响应稳定时间τ0.5的五分之一时，则用热电偶（阻）热响应时间作为仪表的热响应时间；

基本误差：仪表的基本误差应不超过热电偶（阻）和温度变送器基本误差的合成误差。

超小型（模块φ44×18 ）一体化，通用性强

传输距离远，抗干扰能力强。

冷端、温漂、非线形自动补偿。

测量精度高，长期稳定性好。

温度模块内部采用环氧树脂浇注工艺，适应于各种恶劣和危险场所使用。

一体化设计，结构简单合理，可直接替换普通装配式热电偶。

机械保护 IP68 。

采用热电偶温变，可免用补偿导线，降低成本

液晶、数码管、指针等多种指示功能方便现场适时监控。

现场环境温度 >70 ℃时，变送器和现场显示仪表可采用分离（隔离）式安装。如条件不允许可采用延长保护管长度的方法以达到保护温度变送器的目的。

防爆等级： dIIBT4 、 dIIBT5 。CT4 、CT6

防护等级： IP54 , IP653

技术参数类别：SBW 模块式温变 SBW 一体化温变

准确度：0.2%F.S 0.5%F.S

输入热电偶： B 、 S 、 T 、 K 、 J

输出：二线制 4-20mA DC

使用温度： -25-85 ℃（一体化 LCD 表头时 0-60 ℃）

温度影响： ≤0.05%/ ℃

湿度：5-95%RH

现场显示：无 3 1/2LED 3 1/2LCD 0-100% 等分刻度

显示精度：无数字式： 0.5 级指针式： 2.0 级

负载能力：

外形尺寸： 44×18 70 ×100（中继器）

一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。

一体化热电偶的输出为统一的4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。也可用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。

测温范围及允差热电偶测温范围及允差

|| ||

选型原则一体化热电偶一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化热电偶. 一体化热电偶温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温一体化热电偶信号转换放大后，再由线性电路对温度的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。

温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，最后放大转换为4～20mA电流输出信号。为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故，变送器中还设有断电保护电路。当热电偶断丝或接解不良时，变送器会输出最大值（28mA）以使仪表切断电源。

一体化热电偶具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。

SBW系列温度变送器模块为24V供电、二线制的一体化热电偶。产品采用进口集成电路，将热电偶的信号放大，并转换成4-20mA的输出电流,或0～5V的输出电压。其中铠装变送器可以直接测量气体或液体的温度特别适用于低温范围测量，克服了冷凝水对测温所带来的影响.

特点分析模拟型特点● 精度高

● 量程、零点外部连续可调

● 稳定性能好

● 正迁移可达500%、负迁移可达600%

● 二线制

● 阻尼可调、耐过压

● 固体传感器设计

● 无机械可动部件、维修量少

● 重量轻（2.4kg）

● 全系列统一结构、互换性强

● 小型化（166mm总高）

● 接触介质的膜片材料可选

● 单边抗过压强

● 低压浇铸铝合金壳体

智能型特点●超级的测量性能，用于压力、差压、液位、流量测量

●数字精度：+（-）0.05%

●模拟精度：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S

●全性能：+（-）0.25F.S

●稳定性：0.25% 60个月

●量程比：100：1

●测量速率：0.2S

●小型化（2.4kg）全不锈钢法兰，易于安装

●过程连接与其它产品兼容，实现最佳测量

●世界上唯一采用H合金护套的传感器（专利技术），实现了优良的冷、热稳定性

●采用16位计算机的智能变送器

●标准4-20mA，带有基于HART协议的数字信号，远程操控

●支持向现场总线与基于现场控制的技术的升级1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学