温度变送器主要由量程单元以及放大单元两大部分构成。量程单元主要由输入电路及反馈电路共同构建而成的线路板组成。由于输入信号的多样性,量程单元也不尽相同,共分为与直流毫伏、热电偶和热电阻三种典型输入形式相适应的三种量程单元。而放大单元对于三种输入类型均适用。
对于直流毫伏信号,可由各类传感器或敏感元件提供,直流毫伏量程单元相对较为简洁,输入信号Ui=0时,输出信号Uo=1v(按照标准信号协议规定)。为了实现这一目标,我们精心设计了一个反馈电路,使得输出电压Uo与反馈电压Uf之间具有确定关系:Uo=5Uf。在此过程中,您需要反复调节零点电位器W1和反馈电位器Wf,以期达到精确度的要求。
至于热电势量程单元,则必须具备冷端补偿和线性化功能。其中,冷端补偿运用电桥法,基本操作方法与上述类似。线性化功能主要基于热电势与温度变化关系并非线性的考虑,我们设计了一个负反馈电路,保证其具有折线特性,各个折线段斜率各异,但综合来看,可视为曲线。这样,闭环放大倍数便会随着输入热电势的大小呈现出相应的曲线变化,从而基本上弥补了热电偶的非线性问题,使得输出电压基本上与温度呈现正相关。
对于热电阻量程单元,采用二线制引入热电阻。以铂电阻为例,电阻—温度曲线呈现出单调上凸的特点,即随着温度的升高,阻值增量逐渐减小。因此,我们专门设置了一个正反馈电路,以确保输出信号的增长与输入电阻值的增加保持一致,即输出电压—阻值曲线呈现出上凹的形态,从而实现了线性化功能。而对于铜电阻,因其自身已经呈现出良好的线性特性,无需进行线性化处理。
放大单元主要采用集成运算放大器和功率放大器的基本电路组合而成。
综上所述,本款温度变送器在测量直流毫伏信号时,量程范围为3-100mv,零点迁移量为-50-50mv;与热电偶配套使用时,量程范围为3-60mV;与铂热电阻配套使用时,量程范围为-100-500℃。精度级别均为0.5级。