一种带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器制造技术

本实用新型专利技术属于检测领域，具体涉及一种带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器。温度变送器由测量电路、冷端温度补偿电路、电流环电路和直流稳压电源构成。在被测温度的下限，调零电位器RP使在负载RL上的电流为4mA；在被测温度的上限，满量程电阻RS使在负载RL上的电流为20mA；正常测温时，流过负载电阻RL的变送输出电流为4～20mA。本实用新型专利技术不仅能提高温度信号的测量精度,而且适用于远距离传输。

A J-type Thermocouple Temperature Transmitter with Cold-end Temperature Compensation

【技术实现步骤摘要】
一种带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器
本技术属于检测领域，涉及一种带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器。
技术介绍
温度检测在工业应用中占相当大的比重，大多数情况下，温度传感器在很恶劣、嘈杂的环境中工作，测量仪器要远离传感器，实际需要的传输线很长。但是工业现场进行长线传输时，往往会产生以下问题：1)传输线会受到噪声的干扰；2)传输线的分布电阻会产生电压降；3)现场无法提供仪表放大器的工作电压。为了解决上述问题并避开相关噪声的影响，通常用电流来传输信号，这是因为电流对噪声并不敏感。4～20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而将低于4mA和高于20mA的信号用作各种故障的报警。电流环电路亦称电流环发生器，它能将输入电压转换成4～20mA的电流信号。电流环电路，根据器件位置的不同又可划分成以下两种类型：两线制和三线制。两线系统是电流环器件和传感器位于现场端，由于现场供电问题的存在，一般是接收端利用4～20mA的电流环向远端的电流环器件供电，通过4～20mA来反映信号的大小。J型热电偶作为一种温度传感器，其材料主要采用合金构成，由于合金具有较好的高温抗氧化性，因此J型热电偶可用来长期测量高温。J型热电偶所测温度为热端与冷端的温度差，在实际测量时，还需要求得冷端温度值，由热电偶测温原理可知，热电偶热端一般固定在被测物体上，冷端暴露于空气中，冷端处于环境温度中，被测物温度是冷热端温度差与环境温度的和值。冷端温度受环境因素的影响并非一个固定值，所以需要对冷端进行温度补偿。J型热电偶具有测温范围广、热电动势大、灵敏度高、线性度好、抗氧化能力强和价格便宜等优点，因此J型热电偶可用来长期测量高温，是工业自动化控制中常用的测温工具，在温度检测系统中应用广泛。为了提高J型热电偶温度信号的远距离传输能力，研制带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器具有重要的实用价值。本技术，利用XTR101电流环电路构成的带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器，不仅能提高温度信号的测量精度,而且适用于远距离传输。
技术实现思路
本技术所采用的技术方案是：温度变送器由测量电路、冷端温度补偿电路、电流环电路和直流稳压电源构成；直流稳压电源VPS为温度变送器提供电源，电压范围为12～36VDC；测量电桥由J型热电偶温度传感器、调零电位器RP＝20Ω组成；冷端温度补偿电路由硅二极管VD1、分压电阻R1＝2KΩ、分压电阻R2＝51Ω、滤波电阻R3＝2.5KΩ和滤波电容C1＝0.01μF组成；电流环电路由集成电流环U1、满量程电阻RS＝278Ω、滤波电容C2＝0.01μF、反向保护二极管VD2和负载电阻RL组成，集成电流环U1型号为XTR101；J型热电偶温度传感器的正端与集成电流环U1的4脚相联，J型热电偶温度传感器的负端与集成电流环U1的10脚相联；调零电位器RP的一端与J型热电偶温度传感器的负端相联，调零电位器RP的另一端与硅二极管VD1的正端相联，硅二极管VD1的负端与集成电流环U1的11脚相联；分压电阻R1的一端与集成电流环U1的11脚相联，分压电阻R1的另一端与集成电流环U1的3脚相联；分压电阻R2的一端与集成电流环U1的3脚相联，分压电阻R2的另一端与滤波电阻R3的一端相联，滤波电阻R3的另一端与集成电流环U1的7脚相联；滤波电容C1的二端分别与滤波电阻R3的二端相联；满量程电阻RS的二端分别与集成电流环U1的5脚和6脚相联；反向保护二极管VD2的正端与集成电流环U1的8脚相联，反向保护二极管VD2的负端与滤波电容C2的一端相联，滤波电容C2的另一端与集成电流环U1的7脚相联；直流稳压电源VPS的正端通过长的连接线与反向保护二极管VD2的负端相联，直流稳压电源VPS的负端与负载电阻RL的一端相联，负载电阻RL的另一端通过长的连接线与集成电流环U1的7脚相联；在被测温度的下限，调整调零电位器RP使在负载RL上的电流为4mA；在被测温度的上限，满量程电阻RS使在负载RL上的电流为20mA；正常测温时，流过负载电阻RL的变送输出电流为4～20mA。本技术的有益效果是：利用XTR101电流环电路构成的带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器，不仅能提高温度信号的测量精度,而且适用于远距离传输。附图说明附图1是一种带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器线路图。具体实施方式下面结合附图对本技术装置的具体实施方式做进一步说明。冷端温度补偿电路由硅二极管VD1、分压电阻R1＝2KΩ、分压电阻R2＝51Ω、滤波电阻R3＝2.5KΩ和滤波电容C1＝0.01μF组成，分压电阻R1和R2均釆用精密金属膜电阻。J型热电偶在-200～+750℃测温范围内的平均温度系数αT＝+51.7μV/℃。硅二极管VD1的正向压降的温度系数αD＝-2.1mV/℃，经过分压电阻R1和R2的分压后为因为α′D与αT的大小相等而方向相反，二者又分别接到XTR101的负输入端和正输入端，所以在室温下二者能互相抵消，从而实现了冷端温度(即室温)补偿。使温差电势仅仅与被测温度有关，不受环境温度变化的影响。调试时应采用实际连接的传输线进行校准，在被测温度的下限，调节RP使在负载RL上的电流为4mA；在被测温度的上限，调节RS使在负载RL上的电流为20mA。以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器，其特征在于，温度变送器由测量电路、冷端温度补偿电路、电流环电路和直流稳压电源构成；直流稳压电源VPS为温度变送器提供电源，电压范围为12～36VDC；测量电桥由J型热电偶温度传感器、调零电位器RP＝20Ω组成；冷端温度补偿电路由硅二极管VD1、分压电阻R1＝2KΩ、分压电阻R2＝51Ω、滤波电阻R3＝2.5KΩ和滤波电容C1＝0.01μF组成；电流环电路由集成电流环U1、满量程电阻RS＝278Ω、滤波电容C2＝0.01μF、反向保护二极管VD2和负载电阻RL组成，集成电流环U1型号为XTR101；J型热电偶温度传感器的正端与集成电流环U1的4脚相联，J型热电偶温度传感器的负端与集成电流环U1的10脚相联；调零电位器RP的一端与J型热电偶温度传感器的负端相联，调零电位器RP的另一端与硅二极管VD1的正端相联，硅二极管VD1的负端与集成电流环U1的11脚相联；分压电阻R1的一端与集成电流环U1的11脚相联，分压电阻R1的另一端与集成电流环U1的3脚相联；分压电阻R2的一端与集成电流环U1的3脚相联，分压电阻R2的另一端与滤波电阻R3的一端相联，滤波电阻R3的另一端与集成电流环U1的7脚相联；滤波电容C1的二端分别与滤波电阻R3的二端相联；满量程电阻RS的二端分别与集成电流环U1的5脚和6脚相联；反向保护二极管VD2的正端与集成电流环U1的8脚相联，反向保护二极管VD2的负端与滤波电容C2的一端相联，滤波电容C2的另一端与集成电流环U1的7脚相联；直流稳压电源VPS的正端通过长的连接线与反向保护二极管VD2的负端相联，直流稳压电源VPS的负端与负载电阻RL的一端相联，负载电阻RL的另一端通过长的连接线与集成电流环U1的7脚相联；在被测温度的下限，调整调零电位器RP使在负载RL上的电流为4mA；在被测温度的上限，满量程电阻RS使在负载RL上的电流为20mA；正常测温时，流过负载电阻RL的变送输出电流为4～20mA。...

【技术特征摘要】
1.一种带冷端温度补偿的J型热电偶温度变送器，其特征在于，温度变送器由测量电路、冷端温度补偿电路、电流环电路和直流稳压电源构成；直流稳压电源VPS为温度变送器提供电源，电压范围为12～36VDC；测量电桥由J型热电偶温度传感器、调零电位器RP＝20Ω组成；冷端温度补偿电路由硅二极管VD1、分压电阻R1＝2KΩ、分压电阻R2＝51Ω、滤波电阻R3＝2.5KΩ和滤波电容C1＝0.01μF组成；电流环电路由集成电流环U1、满量程电阻RS＝278Ω、滤波电容C2＝0.01μF、反向保护二极管VD2和负载电阻RL组成，集成电流环U1型号为XTR101；J型热电偶温度传感器的正端与集成电流环U1的4脚相联，J型热电偶温度传感器的负端与集成电流环U1的10脚相联；调零电位器RP的一端与J型热电偶温度传感器的负端相联，调零电位器RP的另一端与硅二极管VD1的正端相联，硅二极管VD1的负端与集成电流环U1的11脚相联；分压电阻R1的一端与集成电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘丰，李高，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32