溫度是工業(yè)過(guò)程控制中的最重要和最常用的物理量，溫度的測量必須基于一定的精度，這樣才能保證進(jìn)一步的控制和監測。數字溫度儀表以其高的精度、適應多種輸入信號、良好的人機界面、靈活的控制算法等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)過(guò)程控制中獲得廣泛應用。
工業(yè)現場(chǎng)安裝的溫度儀，其工作環(huán)境惡劣、干擾源眾多。因此對如何保證數字溫度儀表工作的穩定性和測量精度，提出了高要求。本文討論的是具有高性能價(jià)格比，并滿(mǎn)足工業(yè)現場(chǎng)要求的數字溫度儀的精度設計。引起穩態(tài)誤差的原因和消除方法，即解決儀表的測量精度問(wèn)題。
1、原理框圖
如圖1所示，通過(guò)預埋在電機、變壓器繞組中的溫度傳感器Pt100鉑熱電阻，將溫度電阻信號，通過(guò)傳感電纜輸入到測量系統中。溫度監測系統由CPU、采樣、放大、濾波、模數轉換、補償校正、按鍵掃描、存儲器、RS485通訊接口、狀態(tài)指示、顯示電路等組成。輸出控制部分由聲響、報警、跳閘、故障驅動(dòng)電路以及4-20mA遠傳電路組成。
2、溫度儀的精度要求
和其他通用測量系統一樣，工業(yè)應用上溫度的測量一般也是基于12位精度和特征的，即212=4096個(gè)不同的電平。在此基礎上，設計該溫度儀表測量方面的技術(shù)要求如下：
測量范圍：0.0～200.0℃。
測量精度：0.5級，即±1℃。
分辨力：0.1℃。
精度是溫度測量控制產(chǎn)品的重要技術(shù)指標。只有在保證測量精度的前提下，才能談及控制指標。因此在設計溫度檢測和控制產(chǎn)品的時(shí)候首先要考慮的就是測量精度，即進(jìn)行誤差分析。
溫度儀表的誤差是必然存在的，但可以通過(guò)各種方法來(lái)減少，除了本文所講的，還有許許多多。如：對于鉑電阻溫度非線(xiàn)性，還有多種處理技術(shù)。除了軟件處理外，大多是基于硬件加法器和乘法器，將常數項和平方項分解。這些方法雖然不需要軟件配合，但調試較煩瑣。而軟件的處理方法簡(jiǎn)單易行，在理論上更是可以追求任何精度要求。本文所講的是常規數字儀表一些主要精度設計問(wèn)題，希望通過(guò)本文的介紹能使大家對數字溫度儀表的誤差來(lái)源和對策有更深入的了解，也希望在此基礎上共同探討出更好的解決辦法。
