实验4智能度变送器.docx
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实验4智能度变送器
实验四、智能温度变送器
一、实验目的
1.掌握智能温度变送器与感温元件的配套使用方法。
2.了解智能温度变送器相关参数的意义与设定方法。
3.正确使用DBWQ智能温度变送器。
二、实验设备
1.智能温度变送器一台：
DBWQ，0.5级。
2.电阻箱一只：
ZX32，0.05级，用于模拟热电阻测温。
3.直流mV信号发生器一台：
0.05级，用于模拟热电偶测温。
三、DBWQ智能温度变送器简介
温度变送器可以与各种热电偶、热电阻配套测温，将温度信号在测量变送范围内转换成0～10mADC或4～20mADC标准信号，作为显示、记录仪表或调节器的输入信号，实现对温度的现实记录或自动控制。
模拟式温度变送器有热电偶温度变送器、热电阻温度变送器、直流毫伏变送器（直流毫伏转换器）三个品种，又有四线制与两线制之分。
每一个品种有多种规格，功能单一。
随着计算机技术、通信技术的发展，单片机在仪器仪表中得到广泛应用。
智能温度变送器以微处理器为基础，它由硬件和软件两大部分组成，具有一定程度的智能化。
本实验中使用的DBWQ四线制智能温度变送器（交流供电），可以与各种分度号的热电阻、热电偶配接，显示实时温度，可以根据实际需要改变测量变送范围输出4～20mADC标准信号。
如果选择通讯组件，可以与上位机实时通讯，输出模数混合信号或全数字信号。
与模拟式温度变送器相比具有功能强、精度高、稳定性好、性能可靠、操作方便等优点。
1.功能特点
·输入方式：
具有8种分度号的工业用热电偶及6种分度号的工业用热电阻输入方式供用户选择。
·输出规格：
具有0～10mA、4～20mA等。
·采用软件非线性处理技术，在整个测量范围内不存在非线性误差。
·采用先进的全自动数字本机调校系统，整机无调整电器。
2.技术参数
·精度：
0.5级或0.2级，本实验使用的为0.5级。
·输入：
可设置热电偶K、E、S、B、J、T、R、N、热电阻Pt100、Cu100、Cu50、BA1、BA2、G。
·热电偶冷端补偿：
0～50℃；±1℃
·变送范围：
在各分度号测量范围内随意设置。
·负载能力：
电流输出最大10V压降，电压输出＞200kΩ。
3.功能与操作
⑴.显示功能
.测量显示状态：
显示温度测量值。
.设置显示状态：
显示菜单提示符号，后续显示该功能代码或工程量值。
③.故障显示状态：
输入信号超出测量范围或输入信号开路或短路时闪烁显示，提示存在故障。
故障排除，自动回到测量显示状态。
⑵.键盘设置功能
.设定、确认键“SET”：
用于设置菜单的进入及菜单参数正序调出。
参数值可操作“＞”、“∧”、“∨”修改，改后按“SET”键确认。
.移位键“＞”：
用于被修改参数数位的选择，每按动一次被选定数小数点闪亮并右移一个数位。
.减少键“∨”：
用于被选中修改数位值的减小，每按动一次该数位值减1。
持续按1秒以上，操作数位会以指数方式连续减少直到释放或到最小值。
.增加键“∧”：
用于被选中修改数位值的增加，每按动一次该数位值加1。
持续按1秒以上，操作数位会以指数方式连续增加直到释放或达到最大值。
.手自键“A/M”：
进入一层菜单后，用于进入二层菜单的操作及对菜单参数的逆序选择，在任意菜单参数时与“SET”键同时按下释放后即可退出设置转入测量显示状态。
四、DBWQ智能温度变送器与实验相关的设置
1.第一层菜单参数设置
第一层菜单参数设置操作工可以进入，不需要密码，主要进行上下限报警参数进行设置。
要进入第二层菜单参数设置，必须经第一层菜单后方可进入。
在测量显示状态，按“SET”键一次，进入第一层菜单。
显示第一报警提示符SP1，再按一次“SET”键显示其设定数值，若修改可操作“＞”、“∧”、“∨”三键实现，修改后必须按SET键确认。
继续按SET键查看或修改其它参数设定值。
本实验中使用的智能温度变送器，在第一层菜单中没有设置设定参数，进入第一层菜单后直接显示END，出现END结束提示符，按SET键显示0，再按SET键显示转入测量显示状态。
本实验不对第一层菜单参数进行修改。
2.第二层菜单参数设置
进入第二层菜单参数设置，只有工程师才有资格（需要密码）。
要进入第二层菜单必须从第一层菜单进入，也就是说必须先进入第一层菜单才可以进入第二层菜单。
第二层菜单参数设置，主要包括输入方式（In），即各种类型热电偶、热电阻分度号代码的设置；温度示值修正值（-----）的设置；变送输出类型（Out）的设置；温度变送的下限值（0do）设置；温度变送的上限值（ouP）设置；变送输出下限值（OE3）的校正；变送输出上限值（OE4）的校正等。
⑴.进入第二层菜单
在第一层菜单显示END时，按一下A/M键屏幕显示提示符SEL，按SET键显示“555”将其修改为“487”后，再按SET键即进入第二层菜单首项In。
⑵.相关参数设置
与本实验相关设置的参数名称、提示符、设定参数代码或参数值见表1。
表1：
与本实验有关的设置参数与代码
设置的参数名称
参数名称提示符
代码或参数值
输入方式设置
In
代码见表二
温度示值修正
-----
修正值
变送输出类型设置
Out
00，01，02，03，04，
05，06，07，08，09
温度变送下限值设置
Odo
温度变送下限数值
温度变送上限值设置
ouP
温度变送上限数值
①.输入方式设置
在In提示符出现后，按“SET”键，将显示原来的输入方式代码，根据需要修改该输入方式代码，输入方式代码见表2。
在设定完成后按“SET”键确认。
表2：
与本实验有关的In输入方式功能代码
传感器
代码
测量范围
K型热电偶
00
0～1300℃
E型热电偶
01
0～900℃
Pt100热电阻
20
-199～600℃
Cu50热电阻
22
-50～150℃
注意：
一旦选择相应输入方式代码，测量范围是固定的。
该测量范围与温度变送范围不是同一概念，温度变送范围可在该测量范围内任意设置。
②.温度示值修正
当出现-----提示符后，按“SET”键，将显示原来温度指示修正值，根据需要可以修改。
在设定完成后，按“SET”键确认，进入下一个设置参数。
③.输出方式的设置
当出现Out提示符后，按“SET”键，将显示原来的变送输出类型代码，根据需要可以修改。
本实验要求变送输出为4～20mADC信号，代码为01、03、05、07、09中的任意一个，我们统一为01。
在设定完成后，按“SET”键确认，进入下一个设置参数。
④.温度变送范围的设置
温度变送下限值设置：
当出现Odo提示符后，按“SET”键，将显示温度变送下限值，根据需要可以修改。
在设定完成后，按“SET”键确认，进入下一个设置参数。
温度变送下限值设置：
当出现ouP提示符，按“SET”键，将显示温度变送下限值，根据需要可以修改。
在设定完成后，按“SET”键确认，进入下一个设置参数。
⑶.其它设置
当温度处于变送下限温度时，变送输出电流应为4.00mA，如果偏离4.00mA可以是用OE3参数进行校正；当温度处于变送上限温度时，变送输出电流应为20.00mA，如果偏离20.00mA可以是用OE4参数进行校正。
其目的，为了变送准确。
这两项设置本实验不做要求。
3.退出参数设置
从第二层设定菜单的设置状态回到测量显示状态，有三种途径。
⑴.设置完成后不按任何键，1分钟左右自动返回测量显示状态。
⑵.在第二层菜单中，一直按“SET”键，出现结束提示符END，按一次“SET”键显示0，再按一次“SET”键自动返回测量显示状态。
⑶.在任意菜单参数时，同时按下“SET”“A/M”键，立即退出参数设置转入测量显示状态。
这是快速返回的方法。
只有退出参数设置回到测量显示状态，变送器才能正常变送输出。
五、DBWQ智能温度变送器面板及实验接线图
智能温度变送器面板实验接线非常简单，如下图所示。
热电阻接入方式，接电阻箱（三线制）
热电偶接入方式，接mV信号发生器
－＋
上排接线端子
表体
测量显示状态，显示温度；设置显示状态，显示参数提示符、参数代码或参数值。
增加键
设定、确认键
移位键
减少键手自键
下排接线端子
＋－
OUT
4～20mA
220VAC
mA表接交流电源
接热电偶：
为负，
为正。
用mV信号发生器模拟热电偶产生的热电势。
接热电阻：
、
、
，要求三线制。
用电阻箱模拟热电阻。
六、实验内容与步骤
1.配接热电偶感温元件
注意：
配接热电偶进行温度变送，内部具有自动温度补偿措施。
mV信号发生器调零后，切换到“输出”，再选择适当量程。
．配接E型热电偶
①.温度变送范围为0～800℃
设置参数：
In＝01；Out＝01；Odo＝0；ouP＝800；-----＝某一数值
将实验数据填入表3。
表3：
E型热电偶，0～800℃温度变送范围实验数据t0＝℃（室温）
变送温度t（℃）
0
200
400
600
800
EE（t，t0）（mV）
输出电流理论值（mA）
4.00
8.00
12.00
16.00
20.00
温度指示值t示（℃）
实际输出电流值（mA）
②.温度变送范围100～500℃
设置参数：
In＝01；Out＝01；Odo＝100；ouP＝500；-----＝某一数值
将实验数据填入表4。
表4：
E型热电偶，100～500℃温度变送范围实验数据t0＝℃（室温）
变送温度t（℃）
100
200
300
400
500
EE（t，t0）（mV）
输出电流理论值（mA）
4.00
8.00
12.00
16.00
20.00
温度指示值t示（℃）
实际输出电流值（mA）
⑵．配接K型热电偶
①.温度变送范围为0～1200℃
设置参数：
In＝00；Out＝01；Odo＝0；ouP＝1200；-----＝某一数值
将实验数据填入表5。
表5：
K型热电偶，0～1200℃温度变送范围实验数据t0＝℃（室温）
变送温度t（℃）
0
300
600
900
1200
EK（t，t0）（mV）
输出电流理论值（mA）
4.00
8.00
12.00
16.00
20.00
温度指示值t示（℃）
实际输出电流值（mA）
②.温度变送范围为200～600℃
设置参数：
In＝00；Out＝01；Odo＝200；ouP＝600；-----＝某一数值
将实验数据填入表6。
表6：
K型热电偶，200～600℃温度变送范围实验数据t0＝℃（室温）
变送温度t（℃）
200
300
400
500
600
EK（t，t0）（mV）
输出电流理论值（mA）
4.00
8.00
12.00
16.00
20.00
温度指示值t示（℃）
实际输出电流值（mA）
2.配接热电阻感温元件
⑴.配接Pt100热电阻
①.温度变送范围为-100～500℃
设置参数：
In＝20；Out＝01；Odo＝-100；ouP＝500；-----＝某一数值
将实验数据填入表7。
表7：
Pt100热电阻，－100～500℃温度变送范围实验数据
变送温度t（℃）
-100
50
200
350
500
Rt（Ω）
输出电流理论值（mA）
4.00
8.00
12.00
16.00
20.00
温度指示值t示（℃）
实际输出电流值（mA）
②.温度变送范围为0～400℃
设置参数：
In＝20；Out＝01；Odo＝0；ouP＝400；-----＝某一数值
将实验数据填入表8。
表8：
Pt100热电阻，0～400℃温度变送范围实验数据
变送温度t（℃）
0
100
200
300
400
Rt（Ω）
输出电流理论值（mA）
4.00
8.00
12.00
16.00
20.00
温度指示值t示（℃）
实际输出电流值（mA）
⑵.配接Cu50热电阻
①.温度变送范围为-50～150℃
设置参数：
In＝22；Out＝01；Odo＝-50；ouP＝150；-----＝某一数值
将实验数据填入表9。
表9：
Cu50热电阻，-50～150℃温度变送范围实验数据
变送温度t（℃）
-50
0
50
100
150
Rt（Ω）
输出电流理论值（mA）
4.00
8.00
12.00
16.00
20.00
温度指示值t示（℃）
实际输出电流值（mA）
②.温度变送范围为50～150℃的Cu50热电阻温度变送验证：
设置参数：
In＝22；Out＝01；Odo＝50；ouP＝150；-----＝某一数值
将实验数据填入表10。
表10：
Cu50热电阻，50～150℃温度变送范围实验数据
变送温度t（℃）
50
75
100
125
150
Rt（Ω）
输出电流理论值（mA）
4.00
8.00
12.00
16.00
20.00
温度指示值t示（℃）
实际输出电流值（mA）
七、实验结论
根据上述实验数据，按感温元件的分度号分别计算该温度变送器变送输出的相对引用误差，确认是符合0.5级准确度要求。
注意：
电流变送输出的范围是4.00～20.00mA，所以变送输出的量程是16mA。
八、注意事项
1.智能温度变送器输入信号要根据感温元件的类型接线，当感温元件是热电阻时，要求三线制。
2.用mV信号发生器模拟热电偶输出热电势时，输出线不能短路。
信号发生器使用前要先凋零（按调零按钮，调整调零电位器让显示器显示0.000），让其处于输出状态，再选择适当量程。
3.配接热电偶时，该温度变送器具有冷端补偿功能。
输入的信号应该是E（t，t0）=E（t，0）-E（t0，0）（mV）。
t为被测温度，t0为室温。
附录：
分度表
1.E型热电偶冷端温度0℃，热电动势（mV）
工作端温度（℃）
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0.000
0.059
0.118
0.176
0.235
0.295
0.354
0.413
0.472
0.532
10
0.591
0.651
0.711
0.770
0.830
0.890
0.950
1.011
1.071
1.131
20
1.192
1.252
1.313
1.373
1.434
1.495
1.556
1.617
1.678
1.739
t（℃）
0
100
200
300
400
500
600
E（t，0）（mV）
0.000
6.317
13.419
21.033
28.943
36.999
45.085
t（℃）
700
800
900
E（t，0）（mV）
53.110
61.022
68.783
2.K型热电偶冷端温度0℃，热电动势（mV）
工作端温度（℃）
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0.000
0.039
0.079
0.119
0.158
0.198
0.238
0.277
0.317
0.357
10
0.397
0.437
0.477
0.517
0.557
0.597
0.637
0.677
0.718
0.758
20
0.798
0.838
0.879
0.919
0.960
1.000
1.041
1.081
1.122
1.162
t（℃）
0
100
200
300
400
500
600
E（t，0）（mV）
0.000
4.095
8.137
12.207
16.395
20.640
24.902
t（℃）
700
800
900
1000
1100
1200
1300
E（t，00）（mV）
29.128
33.277
37.325
41.269
45.108
48.828
52.398
3.Pt100热电阻
t（℃）
-100
0
50
100
150
200
Rt（Ω）
60.25
100.00
119.40
138.50
157.31
175.84
t（℃）
250
300
350
400
450
500
Rt（Ω）
194.07
212.02
229.67
247.04
264.11
280.90
4.Cu50热电阻
t（℃）
-50
0
50
75
100
Rt（Ω）
39.24
50.00
60.70
66.05
71.40
t（℃）
125
150
Rt（Ω）
76.76
82.13
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