秦涛

摘要：随着我国工业的迅速发展，人们对工业仪表仪器计量精确度的要求越来越高，这使得仪表仪器设备生产和设计标准逐步提升。温控仪表是重要的现场计量工具，它的计量精确度对工业生产具有重要影响，导致温控仪表在进行现场计量时出现误差的来源有许多种，我们一定要利用有效方法，尽可能的减少温控误差出现概率，使温控仪表的现场计量工作最大化的服务于生产。

关键词：温控仪表；现场计量；误差分析；

导言：

温控仪表是工业生产和管理时经常运用的计量温度的工具，温控仪表在现场温度计量工作中具有重要作用。然而实际现场计量时，温控仪表常受信号线及温度校验仪的影响，知识计量结果存有偏差，严重影响计量质量。所以，研究温控仪表误差问题具有重要意义。

一、温控仪表现场计量概况

现场计量的温度仪表类型主要有四种，其中双金属与压力式类型的温度计的主要功能就是对现场温度进行准确的测量，而热电阻与热电偶类型的温度计，除了具有上述功能之外，也能够对温度进行有效的控制，也就是说，它能够按照现场需要来调节温度，不会使温度出现过高或者过低的现象，但是这种类型的温度计要想真正的发挥这两项功能，还需要一个辅助的设备那就是温控仪表。这四种类型温度计，后两种比较常用，后两种温度计与温控仪表组合在一起就成为一个相对比较完善的温度测量控制系统，该系统的使用方式有很多种，其中比较常见的有6种，但是这6种中最适合使用的是现场整体测量的方式。但是其使用范围并不广，这主要是因为使用这种方式的成本有些企业承担不起，而计量条件相比较而言还不算成熟，最重要的是有些企业并不重视这种计量方式。因为在现场计量时，热电阻与热电偶类型的温度计存在比较明显的劣势，其中最严重的就是其探头比较容易腐蚀，需要频繁进行更换，而且这两种类型的温度计都安装在管道上或者其他密闭性比较好的容器上，如果需要将其拆卸下来，不仅会影响管理与容易的密闭性，还会影响生产效率，如果更换的时间比较长，甚至会产生严重后果，所以一般在现场最普遍的使用计量方式是现场计量温控仪表的方式。

二、温控仪表及计量方法

温度是工业生产中重要的工艺参数之一，温控仪表广泛应用于造纸、塑料制品、冶金、化工、食品加工、线缆等工业生产中，在设备加热系统中，温控仪表起到了至关重要的作用，它可以对设备加热系统进行温度控制，正确执行工艺参数。

一般，温控仪表采用的原理是温度补偿原理，按测温方式的不同，温控仪表可以分为接触式和非接触式两种；按控制方式的不同，可分为动圈式温控仪表和数显温控仪表。接触式仪表可靠、测量精度高，但是其相对较简单，不能测量高温，并且会出现测温延迟现象；非接触式温控仪表主要通过热辐射原理测量温度，其特点是测温范围广、反应速度快，但是相对测量误差较大。

温控仪表与热电偶（或热电阻）组成的温度测量控制系统的计量方式主要有六种：现场计量温控仪表、现场整体计量温度测量控制系统、实验室计量温控仪表、实验室计量温控仪表探头、现场计量温控仪表和实验室计量温度探头、实验室计量温控仪表和实验室计量温度探头。与实际情况最相符的是第二种――现场整体计量温度测量控制系统，但是由于这种计量方式需要的成本高、需要满足的条件多，而第一种现场计量温控仪表不需要拆卸探头、操作简单、计量所需时间短，所以现场计量温控仪表得到了广泛应用。

三、温控仪表现场计量误差分析

温控仪表在现场测量时，主要采用标称电量法。温控仪表现场计量时的误差即温控仪表显示的数值与待校点温度值之间的差额。出现这种误差的原因有：温度校验仪的因素、信号线的因素、补偿温度不同、温度设定值不合理、温度传感器（即热电偶）因素等。

1.温度校验仪的因素。

温度校验仪的计量标准虽然要高于普通标准，但还是会存在一定的误差，这种误差极小，几乎可以忽略不计。

2.信号线的因素。

信号线因素是指由于信号线自身的电阻能够产生分压，从而造成计量误差的现象。这种误差的测量可以通过两个公式一张分度表计算。首先是I=U标/（R信+R温），其中I表示闭合电路的电流，U标表示温度校验仪输出的标称电压，R信表示信号线的电阻，R温表示温控仪表的输入电阻。第二个公式是U温=R温×I，其中，U温为经过信号线的分压。根据这两个公式计算出U温后，对照分度表，得出误差值。

3.补偿温度不同。

补偿温度不同是指由于温控仪表中温度补偿器（或温度补偿电路）与温度校验器中温度补偿器的补偿温度不同所产生的误差。在现场计量过程中，热电偶的测量端一般都放置在待测环境中，其接触的温度为待测环境的温度。而参考端却多采用室内温度。

4.温度设定值不合理。

温度设定值不合理会直接影响工艺参数的执行，造成误差。

5.温度传感器（即热电偶）因素。

热电偶具有测量精度较高、测量范围较广、構造简单、使用方便等优点，但是在使用过程中，热电偶仍会产生一些误差，这些误差主要来源于其补偿导线安装不当，接反补偿导线的正负极；热电偶拆卸和安装过程中触碰偶丝或补偿导线，或者由于潮湿等原因，使得导线局部短路；热电偶的分度号选择不正确；热电偶没有及时清洁，有落灰等现象；热电偶感应电压与信号线屏蔽地，使得信号受干扰。

四、解决温控仪表计量误差的方法

经过分析温控仪表计量误差的来源，可以得知温度校验仪引起的误差非常小，可以将其忽略，其他因素引起的误差，可以采取一些措施进行消除或降低。

1.解决信号线的电阻分压问题

正常情况下，分度表标准电压是可以知道的，信号线电阻与温控仪表电阻能够利用欧姆表进行测量而得出。如：动圈式温度调节仪输入电阻是200欧姆，所以，能够按照电压和电流计算公式：电流=电压/电阻，来求得温控仪表标准电压，指导温控仪表标准电压后，在利用分度表，分析并计算标准温度值。合理选择信号线对控制温控仪表温差具有重要作用，实际选择过程中，可以充分利用公式U温=I*R温、I=U标/（R信+R温），将信号线电阻满足一定条件，来控制误差在较小范围内。

2.解决温度补偿导致的误差

一般情况下，利用将参考端所在室的室温与温差电势相加之和所对应的毫伏数，就可以准确看出温控仪测量端实际温度。温控仪参考端室温和温差电势相加之和是利用电路显示在数字温度指示仪上的，这个所利用的电路也叫参考端的补偿电路。补偿电路的种类有很多，补偿电路运用的热敏补偿元件种类也有很多。其工作原理都是把热敏补偿元件装设在热电偶的接线端周围，用补偿元件测量温度高低，进而控制补偿电路的输出电压，最终实现补偿的目的。在动圈式仪表和热电偶相配套的电路里，通常运用参考端温度补偿器，它的工作原理和数字指示仪参考端补偿电路相同。

3.合理选择仪表

在选择温控仪表时，要选取测量范围和精度等级都能满足实际测量要求的仪表。选择仪表过程中，全面考虑温控仪表的稳定程度、温控范围、分辨率、精度等级、操作方法、灵敏度、自动化程度、抗干扰能力等。所选温控仪表的这些规格一定要和实际测量对象情况相符。

4.定期检查温控仪表

温控仪表在长时间运用以后，很容易受各种外界因素影响，致使自身测量精确度下降。所以，工作人员要定期检查与校验温控仪表，从而保证仪表自身计量质量，最终降低温控仪表在现场计量时出现误差率。

结语：

综上所述，可知温控仪表在现场计量时总是不可避免的会出现误差，但是这种误差并不是来自于温控仪表自身，因为在温控仪表设计与制造时，都是经过层层把关，而且在制造完成之后，还要进行高标准的测量，所以其误差主要是因为计量过程中，相关人员要引起注意。

参考文献：

[1]杨敏.论温控仪表现场计量时的误差来源及其解决办法[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2012（3）.

[2]梁满兵.温控仪表现场计量时的误差分析[J].广州化工，2012，7：127-129.