温度变送器本身安装在现场,不可避免会处于温差变化的环境里,日晒、冬季低温、设备散热、室内外温差都会改变变送器壳体的环境温度,很多人容易把被测介质温度和变送器所处环境温度混为一谈,其实二者是完全不同的概念,环境温度影响的是变送器内部电路、传感接线端,属于温度漂移,和测温元件感知介质温度的误差来源不一样。

环境温度变化带来的误差,主要来自变送器内部电子元器件、惠斯通电桥以及信号调理电路。任何电子器件都存在温漂特性,环境温度改变时,零点会发生偏移,部分型号的量程系数也会产生微小变化,最终叠加到测量结果上。它不是固定不变的数值,一般仪表资料里标注的温漂指标,代表每变化一定温度区间产生的附加误差,环境温度变化幅度越大,累计引入的误差就越明显。如果环境温度保持稳定,哪怕温度偏高或者偏低,漂移量基本固定,对测量的干扰会小很多,真正影响大的是温度持续波动的工况,比如露天安装,昼夜温差大,误差会跟着环境温度来回变动,曲线呈现无规律的缓慢偏移。
这种误差的大小,和变送器本身的等级、结构设计直接相关。高精度的变送器内部带有温度补偿电路,能够在很大程度上抵消环境温漂,在规范的工作温度范围内,附加误差会控制在很低水平;普通经济型型号补偿能力有限,同样的温差下,漂移会更加明显。另外热电偶、热电阻两种输入类型的变送器表现也有区别,热电阻输入的变送器,引线和端子受热带来的影响相对容易补偿;热电偶变送器还要额外处理冷端补偿,端子处的环境温度波动,会直接叠加到冷端误差上,处理不当的时候,环境温度带来的偏差会更容易被放大。

还要区分两个容易混淆的边界,变送器都有规定的正常工作环境温度区间,在厂家标注的区间以内,温漂属于可控的附加误差,一般不会直接超出仪表标称精度;一旦长期超出允许环境温度范围,补偿电路会失去作用,误差快速变大,严重时还会出现元器件老化加速、零点持续漂移,甚至仪表直接损坏。同时要注意,环境温漂是缓慢变化的误差,和现场电磁干扰造成的信号跳变不一样,它不会让读数剧烈跳动,更多是慢慢偏离真实值,长时间累积之后才容易被发现。
在选型和安装阶段,可以通过一些方式降低这类影响。优先选用温漂指标更优的变送器,露天或者温差大的位置增加仪表保温遮阳罩,避免阳光直晒和雨雪直接冲刷壳体,变送器尽量远离电机、加热管线这类发热源,减少局部热辐射。对于精度要求高的关键测点,除了选用高性能变送器,也可以把变送器布置在温度相对稳定的控制室或者仪表箱内,缩短测温元件的引线。日常校验的时候,也尽量在相近的环境温度下开展,避免校验环境和现场工况温差过大,造成投入使用后出现偏差。

选型时不能只看仪表基本精度,一定要同步关注环境温度带来的附加漂移,把它纳入整体误差预算。普通监测回路,轻微的温漂通常可以接受;用于贸易计量、精密工艺控制的测点,就要严格控制变送器的环境条件,选用低温漂规格,避免环境温度变化,悄悄带来难以察觉的测量偏差。
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