[科普中国]-电动温度变送器

电动温度(温差)变送器是DDZ-Ⅱ型电动单元组合仪表变送单元的一个主要品种，它与各种直流毫伏信号或电阻值变化的传感器配接，可连续地将被测的信号转换成统一的0～10mA直流电流输出，作为显示、记录、调节仪表和工业控制机等的标准输入信号，组成对温度(温差)等参数的自动检测或控制系统。1

温度变送器的基本结构及原理电动温度(温差)变送器是根据电平衡原理构成的，主要包括输入回路、自激振荡调制放大器、检波功率放大器和负反馈同路等部分，其结构组成如图1所示。

作为感温传感器的热电偶或热电阻将被测温度转换成直流电势ET或电阻RT信号后，送至输入回路并转换成量程范围统一的直流电压信号Ui，该信号在放大器的输入端与反馈电压信号Uf进行比较，其差值电压信号经自激振荡调制放大器放大，再经检波功率放大器变换成统一的0～10mA直流电流信号I0输出。同时，输出电流中的交流基波分量经负及馈回路转换成与输出电流I0成正比的反馈电压Uf，并将其送至自激振荡调制放大器的输入端与Ui进行电平衡补偿，构成负反馈的闭环系统。由于自激振荡调制放大器的放大倍数很大，只要其输入电压信号有很小的变化，就足以使输出电流I0的变化范围达到0～10mA。当变送器处于稳定状态时，其输出量的变化就反应了输入参数值的变化，从而实现了非电量测量信号的直流电流转换。输出电流I0与输入电压信号Ui之间的关系，取决于负反馈回路，只要负反馈回路的输出量与输入量之间呈线性关系，就能保证整个变送器具有线性特性，从而减小了放大器中晶体管本身非线性因素的影响。1

温度变送器的输入电路电动温度变送器的输入电路是一个通用的测量线路．通过不同的外部接线方式，可与热电偶、热电阻或直流毫伏变换器等配合使用，将被测参数信号转换成量程范围统一的直流电压信号Uf送至自激振荡调制放大器的输入端。由于输入回路是一个直流不平衡电桥，利用桥路控制输出一定变化范围的不平衡电压，可实现热电偶冷端温度的自动补偿、整机调零、被测参数的零点迁移和发出判断整机工作是否正常的固定检查信号等功能。1

自激调制式直流放大器和负反馈回路自激调制直流放大器的任务是把输入比较后的差值△u进行放大，最后使变送器有0～10mA的直流电流输出。因为放大器的输入信号△u的电平较低，而且是一个变化十分缓慢的直流信号，为了克服“零点漂移”，在温度变送器中不采用直接耦合的直流放大器，而是采用“调制式直流放大器”。

自激调制式直流放大器的方框图如前面图1所示。微弱的直流输入信号△u通过调制器变为频率一定的交流信号，经过交流放大器进行电压放大，再由检波功率放大器转换为0～10mA直流电流输出，其中正反馈电路的作用是使调制器和交流放大器构成一个频率一定的振荡器。由于这种放大器是靠它本身来向调制器提供开关信号的，所以称为自激调制式直流放大器。

负反馈回路的作用是保证变送器的输出与输入之间具有良好的线性关系．输出电流仅由输入信号和反馈回路的特性所决定，而与放大器的特性无关。在该变送器中，由于负反馈回路由性能十分稳定的电阻所组成，所以反馈系数F也很稳定，因而输出电流I0与输入直流电压信号Uf之间具有良好的线性关系。另外改变负反馈回路的反馈系数，就可以改变温度变送器的输出电流I0所对应的被测温度范围，即调整变送器的量程。1

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学