电动温度变送器( EKT )
EK 系列仪表中的温度变送器, 与测温元件热电偶或热电阻配合使用, 用来测量工业生产过程中各种介质的温度, 并转换成4～20mA·DC 或1～5V·DC 统一标准的输出信号, 以组成温度自动检测和自动控制系统。
EK 型温度变送器品种有直流毫伏变送器、热电偶温度变送器和热电阻温度变送器。
1. 概述
虽然目前变送器的类型、品种规格很多, 线路也各不相同, 实现的方法、手段各异, 但无论是EK 型还是DDZ—Ⅱ型或DDZ—Ⅲ型, 它们对变送器的总设计思想和仪表的构成原理大致是相同的。
(1 ) 应用负反馈原理
图1 - 69 所示为温度变送器的构成原理框图。它由输入回路、放大器和反馈回路构成了变送器的基本框图, 输入回路将测温元件送来的信号( 毫伏或电阻) 转换成能被放大器接受的电压信号Vi , 与调零信号Vz 以及反馈回路送来的信号Vf 进行综合后, 其差值ε通过放大器放大, 并转换成统一标准的输出信号。
当调零信号Vz 等于零时, 从图可以得到变送器输出—输入的特性为:
图1 - 69 变送器构成方框图
Y/X= KiK[1 + Kβ](1 - 65)
式中 X———变送器输入信号;
Y———变送器输出信号;
Ki ———输入回路比例系数;
K———放大器增益;
β———反馈回路反馈系数。
当Kβm 1 时, 式(1 - 65 ) 可简写为
Y/X=Ki/β(1 - 66)
也就是说, 当Kβm 1 时, 该变送器的输出—输入特性只取决于输入回路和反馈回路的特性。因此, 可以利用输入回路或反馈回路的特性, 对测温元件的非线性进行补偿, 使变送器的理想输出特性如图1 - 70 所示。图中Xmax 和Xmin 分别为测量范围的上限值和下限值,Yma x 和Y min分别为变送器输出信号的上限值和下限值。
(2 ) 量程调整、零点调整和零点迁移

在实际使用中, 为满足工艺过程控制系统的要求, 变送器必须具有量程调整、零点调整和零点迁移特性。
所谓量程调整, 就是调整变送器的满度, 使其输出信号的上限值Y max 与测量范围的上限值Xma x 相对
应。由于应用了负反馈原理, 可通过改变反馈系数β的大小, 达到调整量程的目的。
零点调整和零点迁移的目的是使变送器的输出信号下限值Y min 与测量范围的下限值Xmin 相对应。当测量起始点为零时( 即Xmin = 0 ) , 对应变送器输出为下限值Ymin , 则为零点调整。当测量起始点由零变为某一值时, 对应变送器输出为下限值, 此时称为零点迁移。如果起始点为某一正值, 则为正迁移; 如果起始点为某一负值, 则为负迁移。零点调整和零点迁移是通过调零电路产生的调零信号Vz 实现的。
2. 热电偶温度变送器
热电偶温度变送器与测温元件热电偶配套用来测量工业生产过程中各种介质的温度, 它接受来自热电偶的热电势(mV) 信号, 并将其转换为统一的4～20mA 直流电流或1～5V直流电压的输出信号, 作为指示记录仪、调节器的输入信号, 以实现对温度( 或温差) 参数的显示、记录及自动控制。这是一种架装式的温度变送器。
与EKT202B 热电偶温度变送器配套的热电偶测温元件及测量范围见表1 - 6。
(1 ) 工作原理
EKT202B 热电偶温度变送器是由输入部分、放大部分、反馈部分和电源部分组成。其中, 将输入回路和反馈回路均置于量程单元中, 其电路结构框图见图1 - 71 所示。
表1 - 6 热电偶元件测量范围
热电偶测温元件测量范围, ℃ 最小量程, ℃R (铂铑13—铂) 0～1600 350 K (镍铬—镍硅) - 200～1200 70 E (镍铬—康铜) - 200～ + 800 50 J (铁—康铜) 0～650 50 T (铜—康铜) - 200～300 70 PR (铂—铂) 0～1600 350 由热电偶测温元件将被测温度转换为热电势( Ex ) 信号, 作为变送器的输入信号, 输入的热电势毫伏信号在输入回路中与调零信号叠加后, 进行电压放大和功率放大, 其输出一路作为反馈信号, 另一路经隔离变压器后再进行整流滤波, 作为变送器的输出信号。
由于应用了负反馈原理, 在反馈回路中一方面可实现量程调整, 另一方面为得到温度与变送器输出信号之间的线性关系, 可通过反馈回路进行非线性补偿。
针对热电偶测温的特点, 考虑了冷端温度自动补偿和断偶保护措施。
电源供电部分采取隔离变压器藕合, 使输入—电源—输出三者之间的电路相互隔离, 提高抗干扰能力。