李金華 馮彬

摘要：一體化溫度變送器具有非常多的優(yōu)點，在側(cè)面攪拌結(jié)構(gòu)、局部保溫和強化散熱等技術方面能夠有效提高溫場性能，有利于提高測量數(shù)據(jù)的準確性。通過一體化溫度變送器校準方法系統(tǒng)的確定，可以有效解決一體化溫度變送器在實際工作中的數(shù)據(jù)處理問題和線路連接問題，減少干擾因素的影響，從而有效提高檢測工作質(zhì)量和效率。

關鍵詞：一體化溫度變送器;校準方法;不確定度評定

一體化溫度變送器主要是依靠溫度測量技術和電子技術進行結(jié)合所形成的溫度控制技術，能夠?qū)囟茸兞哭D(zhuǎn)化為可傳送的輸出信號儀表，一體化溫度變送器的主要用于工業(yè)生產(chǎn)過程中對溫度參數(shù)的控制和測量，一體化溫度變送器在使用過程中可能會存在不確定度的影響，找出不確定度的影響因素，提出相關的解決對策，能夠有效提高一體化溫度變送器的校準精度，進而提高工業(yè)生產(chǎn)中對溫度測量和控制標準，常見的一體化溫度變送器可以分為熱電阻和熱電偶兩種類型。

1一體化溫度變送器校準系統(tǒng)的設計

1.1總體設計

一體化溫度變送器校準系統(tǒng)主要包括標準恒溫槽、多路數(shù)據(jù)采集裝置、標準鉑電阻溫度計以及計算機等。在進行控制過程中標準恒溫槽采用PID控溫，能夠?qū)⒐ぷ鲄^(qū)域的溫度控制在所設定的溫度點，多路數(shù)據(jù)采集裝置將標準鉑電阻溫度計進行連接，為一體化溫度變送器提供24伏的直流電源，計算機為主要的控制元件，利用計算機接口實現(xiàn)標準恒溫槽和多路數(shù)據(jù)采集裝置之間的通信功能，可以有效實現(xiàn)溫度變送器的校準系統(tǒng)。

1.2校準系統(tǒng)的硬件設計

一體化溫度變送器校準系統(tǒng)可以提供標準的恒溫槽，在該恒溫槽中設有兩組PID控溫系統(tǒng)，能夠有效實現(xiàn)高溫和低溫之間的有效切換，從而確恒溫槽的穩(wěn)定性。另外，恒溫槽有外部通信接口，能夠和計算機的控制程序進行連接，實現(xiàn)自動溫度控制。利用PWM技術，可以將220度交流電源轉(zhuǎn)化為24伏直流電源，為一體化溫度變送器提供動力來源。在進行測量過程中采用24位AD芯片的測量模塊進行電阻測量和電流測量，測量的精確數(shù)可達7位，能夠有效滿足一體化溫度變送器的測量要求。并且，該硬件設計能夠有效實現(xiàn)人機互換的通訊模式，不僅可以單獨使用，還可以進行聯(lián)機使用，提高校準系統(tǒng)的靈活性。

1.3校準系統(tǒng)的軟件設計

在確保一體化溫度變送器各個功能組件正常運行的狀態(tài)下，計算機能夠?qū)藴屎銣夭圻M行溫度控制，利用標準鉑電阻溫度計能夠有效實現(xiàn)監(jiān)測工作區(qū)域的溫度誤差和穩(wěn)定性，依靠測量數(shù)據(jù)能夠判斷工作區(qū)域是否符合相關標準，如果工作區(qū)的溫度不符合要求，需要進行溫度控制，如果工作區(qū)域的溫度符合要求，則需要依據(jù)多路數(shù)據(jù)采集裝置對鉑電阻溫度計的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行錄入。當數(shù)據(jù)采集結(jié)束以后，判斷溫度點是否滿足校準目標，如果出現(xiàn)需要校準的溫度點，則會進入校準過程，當所有溫度點校準完成以后，依靠裝置系統(tǒng)軟件，進行數(shù)據(jù)處理并形成相應的校準記錄。軟件系統(tǒng)的設定能夠直觀的反映出工作區(qū)域的溫度變化情況，并且該校準軟件系統(tǒng)的操作方法較為簡單，計算機頁面顯示簡潔。

2校準裝置

一體化溫度變送器校準裝置包括計算機、標準鉑電阻溫度計和恒溫槽。將標準鉑電阻溫度計和一體化溫度變送器放置于工作區(qū)域內(nèi)，計算機依靠校準溫度點對工作區(qū)域內(nèi)的溫度進行控制，標準鉑電阻溫度計對工作區(qū)域內(nèi)的溫度進行實時監(jiān)測，當工作區(qū)域內(nèi)的溫度滿足條件時讀取相應的測量數(shù)據(jù)。

2.1基于側(cè)面攪拌結(jié)構(gòu)的恒溫工作區(qū)域

恒溫工作區(qū)域內(nèi)的側(cè)面攪拌結(jié)構(gòu)主要是依靠扇葉轉(zhuǎn)動可以有效增加攪拌結(jié)構(gòu)的攪拌力度，從而有效提高恒溫工作區(qū)域的性能指標。另外，攪拌結(jié)構(gòu)會安裝在工作腔體的側(cè)面，可以有效擴展工作腔體的深度，從而有效解決溫度計測量儀器的插入深度不足。

2.2局部溫度控制和強化散熱

一體化溫度變送器校準裝置將多種功能模塊形成高度集中，并集成于同一便攜式恒溫槽內(nèi)，可以有效解決工作區(qū)域內(nèi)介質(zhì)溫度對測量儀表的影響。一體化溫度變送器在恒溫區(qū)域進行保溫措施，可以有效控制恒溫工作區(qū)對外的熱傳遞。另外，除去局部保溫技術減少高溫介質(zhì)向外的散熱，利用一體化溫度變送器校準裝置進行強化散熱措施，在一體化恒溫變速器恒溫槽的底部安裝散熱風扇，頂部安裝排風口，可以將恒溫槽內(nèi)的余熱進行排除。

3校準方法及不確定度分析

為了能夠說明一體化溫度變送器校準系統(tǒng)能夠滿足日常的校準工作，選擇配有Pt100的鉑熱電阻傳感器、測量范圍保持在0到100攝氏度、測量精度在0.5級、輸出電流為4到20mA的一體化溫度變送器校準為研究對象，進行不確定性研究及分析。

3.1校準方法

將鉑電阻溫度計和一體化溫度變送器一起插入恒溫槽中，利用計算機多路采集監(jiān)控系統(tǒng)，進行實時檢測和處理，顯示出合格的鉑電阻溫度計溫度值和一體化溫度變送器的電流值。

3.2不確定度來源

（1）鉑熱電阻溫度計引入的不確定度：第一，鉑熱電阻溫度計本身的自然效應所以引起的不確定度;第二，鉑熱電阻溫度計穩(wěn)定性引入所造成的不確定度;第三，數(shù)字多用表在運行過程中所引起的不確定度。

（2）一體化溫度變送器引入的不確定度：第一，數(shù)字電流表在使用過程中的誤差引入的不確定度;第二，數(shù)字電流表的分辨力波動造成的不確定度;第三，恒溫槽溫場溫差造成的不確定度;第四，一體化溫度變送器重復測量值造成的不確定度。

4結(jié)束語

通過對一體化溫度變送器校準裝置的分析以及評定，可以看出一體化溫度變送器在工業(yè)溫度控制領域的應用非常廣泛，隨著校準業(yè)務的不斷增長，該校準裝置能夠有效解決一體化溫度變送器在實際工作中線路連接復雜、數(shù)據(jù)處理程序繁瑣等相關問題，減少在測量過程中干擾因素的影響，有效提高檢測工作的質(zhì)量。

參考文獻

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