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- 温度测试模块使用注意事项
- 发布时间: 2012.08.16
- 一、问题背景
上海正航电子科技有限公司目前提供的温度测试模块有热电阻模块和热电偶模块两种类型，可以直接连接TC（热电偶）和RTD（热电阻）以测量温度，它们各自都可以支持多种热电偶和热电阻，使用时只需简单设置就可以直接得到摄氏（或华氏）温度数值。其中热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。而热电偶测量范围广、结构简单，在工业中也有比较广泛的应用。由于各种原因，用温度测试模块测量温度肯定会存在一定的误差。但由于模块设置、布线、测量方式不对等有可能造成较大的人为误差，这些都是可以避免的。
二、产生原因
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。
热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多，也可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好，但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。
正航PLC的热电阻模块能方便的与多种热电阻传感器连接，用户可以通过DIP开关来选择热电阻的类型、接线方式、测量单位和开路故障的方向。热电阻模块接线图如下：
热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，他的主要特点就是测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好。用户可以用EM231热电偶模块直接接连热电偶测量温度，接线图如下：
温度测量时误差的产生原因较多，接线不规范、模块设置不对、温度传感器精度不高等都是比较常见的原因。
三、解决方案
遇到热电阻模块测量误差较大时，需要注意下面几个方面：
1、热电阻通常有两线，三线，四线接法，如下图：
图3 热电阻模块各线制接线图
用户可任选三种接线方式之一将热电阻模块与传感器相连。精度最高的是四线接法，精度最低的是两线接法，建议用户在应用中选择精度较高的两线制或四线制接法来连接热电阻。
2、信号线应采用屏蔽线，使用屏蔽线可达到最好的抗噪性，如果用户使用屏蔽线，应将屏蔽线接到信号连接器的接地点上。
3、如果有的热电阻输入通道没有使用，用户应将一个电阻器与未使用的输入通道相连，以防止由于浮地输入信号产生的误差影响有效通道的错误显示。
4、连接到同一个模块上的所有热电阻必须是同类型热电阻。
遇到热电偶模块测量误差较大时，需要注意下面几个方面：
1、是否采用热电偶补偿导线，保证补偿导线型号与热电偶分度号匹配。热电偶模块可以设置为由模块实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。
2、接线要规范：应采用绝缘型热电偶以获得理想的抗干扰能力，提高可靠性；信号线应采用屏蔽线，屏蔽线需可靠接地；在系统有良好接地的情况下模块的接地端应接到地线上，否则不接地；未使用到的通道请短接以消除断线故障告警；接线必须牢固，以防接触电阻过大。
3、PLC这边尽量保持温度恒定。以利于冷端补偿。EM231热电偶模块有专门的冷端补偿电路。该电路在模块连接器处测量温度，并对测量值作出必要的修正，以补偿基准温度和模块处温度之间的温度差。如果EM231热电偶模块安装环境的温度变化很剧烈，则会引起附加的误差。为了达到最大的精度和重复性，正航公司建议，热电偶模块要安装在环境温度稳定的地方。
4、检查热电偶的分度号与模块拨码设置是否匹配。模块支持的热电偶型号有限，而热电偶分度号较多，且相同分度号下还有小区别。两边核对一下。
5、使用精度等级高的热电偶。
四、总结
用温度测试模块测量温度时，误差总是存在的。对于热电阻模块，采用精度较高的三线制接法或四线制接法，信号线应采用屏蔽线并可靠接地，未使用的通道短接等可以提高热电阻模块测量的准确性。对于热电偶模块通过采用专业的温度补偿导线，规范的接线，保证热电偶模块温度稳定，模块设置正确以及使用精度较高的热电偶等方法也可以大大提高热电偶模块的测量精度。
