溫度測量的線性化

在工業(yè)過程中，最常見的溫度測量方法是采用熱電偶或 RTD（電阻溫度裝置），每種方法都有各自的利弊，具體取決于測量的環(huán)境。

熱電偶和 RTD 傳感器本質(zhì)上都不是線性的。這意味著它們的信號輸出并不直接與被測溫度成正比，不同類型的產(chǎn)品各自具有獨特相關(guān)曲線，請看以下范例。

另外，不存在兩個設(shè)備是完全相同的，每個設(shè)備都有其獨特的特性。為此人們設(shè)立了各種標(biāo)準(zhǔn)，例如 IEC60584 和 IEC60751，允許制造商可以根據(jù)設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)中定義的標(biāo)稱曲線的偏離程度對設(shè)備進(jìn)行分類。然后可以根據(jù)所需精度選用熱電偶和 RTD。

現(xiàn)今的溫度變送器會對理想曲線進(jìn)行存儲和解讀，因而有多種熱電偶和 RTD 類型可供選擇用于實現(xiàn) 4…20 mA 的線性輸出。

這些嵌入式線性化是基于各類傳感器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，最后實現(xiàn)尤其是在小范圍內(nèi)，以及不需要非常高精度溫度測量的應(yīng)用中可接受的線性輸出。

然而，有許多應(yīng)用的精度要求高、標(biāo)準(zhǔn)線性化無法滿足這些應(yīng)用的需求。

例如：

• 化學(xué)生產(chǎn)中的反應(yīng)溫度控制，對于確保產(chǎn)量/質(zhì)量和安全性至關(guān)重要
• 石油和天然氣行業(yè)中的計量交接，需要進(jìn)行流量補償以進(jìn)行準(zhǔn)確的成本核算和計費
• 對于安全關(guān)斷系統(tǒng)而言，對超溫的快速響應(yīng)至關(guān)重要

為提高測量的精度和線性度，您必須確保安裝了由公認(rèn)的制造商生產(chǎn)的，具有最佳長期穩(wěn)定性的高規(guī)格溫度變送器。

通過配置，這些變送器可添加其他線性化方法 ，從而使標(biāo)準(zhǔn)傳感器能達(dá)到最佳傳感器/變送器匹配狀態(tài)，并且可以線性化自定義的傳感器。

方法之一是對 RTD 采用 Callender Van Dusen 方程。在校準(zhǔn)過程中，會為每個 RTD 生成傳感器的特定數(shù)據(jù)，然后在兼容變送器的配置過程中輸入這些數(shù)據(jù)，從而大大提高線性度。

無論是否進(jìn)行線性化，都需要定期校準(zhǔn)以確保在傳感器的整個使用周期中都能保持精度。