02.26 热电偶4-20毫安怎么测量?

景旺95719916


热电偶4-20毫安怎么测量?

热电偶是基于热电效应工作的,产生的是热电势,因此输出的是毫伏级的电压信号,直接测量其是否有毫安信号是测量不出的。

但可以通过热电偶温度变送器将其输出信号转换为统一的标准信号4-20mADC或1-5VDC,以此来实现对温度的自动检测或自动控制。

热电偶温度变送器配合使用方可输出标准信号,但是要注意的是热电偶温度变送器不是通用的,为什么?

因为不同分度号的热电偶其热电特性不同,所以热电偶温度变送器的非线性反馈电路会随着热电偶分度号及测温范围的不同而发生变化。因此,热电偶温度变送器不是通用的,比如K型热电偶只能用K型热电偶温度变送器。

图中是一块热电偶温度变送器。由热电偶的特点可知,一是其冷端温度必须恒定,二是其热电势与热端温度成非线性关系。用的热电偶温度变送器就能改善其这两个特点。比如,温度变送器输出信号与热电偶的热电势成线性关系,是得益于深度负反馈电路。接线过程中,由于热电偶输出毫伏级电压信号为直流电信号,因此有正负极之分。此外还需要一个供电回路电源直流24V。由图中可知,这是一块两线制的热电偶温度变送器,供电电源与4-20mA输出共用一对线。

此时就可以测量热电偶的4-20mA信号,因为输出的信号与热电势是成线性关系的。假设测量范围为0-1000℃,使用的是k型热电偶及k型热电偶温度变送器。
当温度为零摄氏度时,输出的热电势为0mV,温度变送器输出的电流信号为4mA。当温度为100摄氏度时,输出热电势为4.096mV,输出电流信号为5.6mA。当温度为1000摄氏度时,输出热电势为41.276mV,输出电流信号为20mA。


Talk工控小白


首先需要说明的是热电偶无法输出4/20mA信号,它只能输出微弱的电压信号。

通常我们是讲热电偶信号接到温度变送器上,温度变送器的输出才是4/50mA信号,然后才送给PLC或DCS等设备处理应用。

如果测量4/20信号,您可以断开4/20mA信号一条回路串入万用表,使用万用表的毫安档位进行测量,如果想更方便测量建议购买福禄克的过程级电流表进行在线测试,非常的方便也不影响设备的正常运行。

希望我的回答对您有所帮助,谢谢!



小电猫课堂


我是电子及工控技术,我来回答这个问题,对于这个问题我来回答二个测量方案供朋友们参考。热电偶是一种测量温度的传感器,在使用上就是利用了热电偶所具有的热电效应来进行测温的。这种热电偶传感器可以将温度变化转变为微小的电动势的变化量,然后经放大后用来控制执行机构,从而达到控制温度的目的,同时我们还可以运用显示器件实时把温度显示出来。

用分离元件实现电压/电流变换电路来测量4毫安-20毫安

由于热电偶具有热电效应,因此它无法直接输出4毫安-20毫安的电流,我们可以通过各种电子元器构造成电压/电流变换电路,如下图所示就是用三极管、运算放大器以及一些电阻构造了一个电压/电流变换电路。通过这个电路可以将直流1V-5V(DC)电压转换为直流(DC)4毫安-20毫安电流值。在VB端加一个10V的基准电压,由热电偶得到的电压放大到1V-5V加到基准电压VB上然后从运放的反向端输入。三极管T1和T2组成一个电流复合放大管作为射极跟随器,其输出的电流I0=I1,我们只要断开I1支路串联一个电流仪表就可以得到4~20毫安的电流值。

这个电路图其外围电阻取值要注意,为了使输出电流值精度高,我们一般使电阻R1=40.25KΩ、R2=40KΩ、Rf=62.5Ω、KR=10KΩ。

用集成V/I转换电路实现4毫安-20毫安的测量

为了简化电路的复杂程度提高测量的精度,我们也可以直接用集成电压/电流转换电路实现4毫安-20毫安的测量,这种芯片其实还是挺多的,比如ZF2B20芯片、AD594芯等。例如我们可以用ZF2B20芯片就是用的一款V/I转换集成电路,它的作用是通过内部电路转换实现一个与输入电压成比例的输出电流,它的输入电压范围在0~10V,输出电流就是4毫安~20毫安,其原理示意图如下图所示。

当然除了以上所用的V/I转换集成芯片外,还有WS211-10集成电路也可以实现0~10V输入转换为4毫安~20毫安电流输出。

可以显示温度值的电路

为了能够显示温度值,我们可以采用AD594芯片,这样热电偶分别接在芯片AD594的第1引脚和第14引脚,当热电偶的温度变化时就会从9脚输出对应的电压值,这个电压值与温度值是成线性关系的,因此可以直接用仪表测出电压值不需要电流的转换了。如果想显示出温度数值,就直接加上一个ICL7107数字显示电路通过数码管就显示出来了。

这个集成电路的特点是结构简单、使用方便,精确可靠,温度控制调节范围宽,通常多用于自动控制系统中对温度进行检测。

以上就是我对这个问题的解答,希望能给朋友们带来参考作用,敬请关注电子及工控技术。


电子及工控技术


一、先了解一下热电偶测温原理:利用热电效应原理测温。热电偶由两种不同金属材料的导体或半导体组成,其一端(测量端,热端)相互连接并感受被测温度;另一端(冷端,参比端)连接到测量装置中。热端和冷端产生温差就会在回路中产生电动势,所以在回路中产生一定大小的电流,这就是热电效应。在冷端恒温的情况下,热电势随着热端温度的升高而增加,其数值只与热电偶材料及两端温度有关。

二、如何测量热电偶(电压信号测量)

先说明补偿导线一般红色的线为正极,其它颜色的线为负极。

1. 先用万用表打到电压MV毫伏档,热电偶因为测量的是电压信号,所以用万用表测量时不用拆除接线,正负也好判断,测量时万用表会显示电压正负。

2. 具体对应温度多少度大家可以查看热电偶分度表,因为有7种分度,这里就不一一说了。

3. 用万用通断档测量热电偶两个端子如果通,则初步说明热电偶是好的。如果不通则说明热电偶坏了。

三、题中问的是如何测量4-20mA电流,由此可知说的是一体化温度变送器,如下图

四、一体化温度变送器原理:采用热电偶、热电阻作为测温元件,从测温元件输出信号送到变送器模块,经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I转换、恒流及反向保护等电路处理后,转换成与温度成线性关系的4~20mA电流信号0-5V/0-10V电压信号,RS485数字信号输出。为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故,变送器中还设有断电保护电路。当热电偶断丝或接解不良时,变送器会输出最大值(28mA)以使仪表切断电源。

五、由上可知电流测量很简单,直接用万用表串联测量电路中的4-20mA电流即可


电仪知识


你好😊,使用数字万用表调到电流档的20mA档位,表笔插在mA和com口,然后串接在电路中就可以了就会显示该数值了。




创意电工分享


温度变送器的功能就是把温度值转成线性的电流值,因为是线性的关系,所以就会符合公式:ax+b=y,把-200℃对应4mA,500℃对应20mA带入就是-200a+b=4,500a+b=20,计算出结果就是a=16/700,b=60/7,因此公式就是16x/700+60/7=y,把-15℃带入就是16*(-15)/700+60/7=5760/700≈8.2mA望采纳。。。。。 ------------- 如果我回答对你有帮助,请关注我一下。或有其他问题也可以关注我,给我发私信


蔓莓爱游泳


热电偶经变送器才能转换成4-20mA信号,串联电流表测量对应温度的电流值。


一口红1


用万用表电阻档测量


相思依旧36522867


用钳形表串联测量


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