摘,，要：數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易，準(zhǔn)確度高，大量用于工業(yè)生產(chǎn)中的溫度測(cè)量以及控制。文章敘述了數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的基本原理及使用，并對(duì)其常見(jiàn)故障現(xiàn)象及維修方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。
0 引言
隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)生產(chǎn)中溫度的測(cè)量以及控制提出了越來(lái)越高的要求，可是傳統(tǒng)的模擬式溫度指示調(diào)節(jié)儀都有著很大的缺點(diǎn)。如檢測(cè)速度慢、準(zhǔn)確度低、難以信息處理、易受環(huán)境雜散干擾影響等。數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀可以解決這些問(wèn)題，廣泛使用于工業(yè)生產(chǎn)中的溫度測(cè)量、記錄以及控制。以數(shù)字的形式直接清晰顯示溫度，可以與熱電偶或者熱電阻等溫度傳感器配合測(cè)量溫度，有測(cè)量速度快、靈敏度高、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，還可以與相應(yīng)的調(diào)節(jié)器進(jìn)行溫度控制。
1 數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的原理及使用
1.1 數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的組成原理
數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀通常由信號(hào)變換電路、放大電路、線性化的電路或者開(kāi)方運(yùn)算電路、A/D轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)電路、光柱電平驅(qū)動(dòng)電路、電壓、電流轉(zhuǎn)換器以及各類調(diào)節(jié)電路組成的。其原理大致如圖1所示。
信號(hào)變換電路的作用是將來(lái)自各一次檢測(cè)元件（例如熱電偶、熱電阻）或溫度變送器及電壓、電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為一定范圍的電壓值，有多信號(hào)變換模塊，以便可以與不同類型的輸入信號(hào)相配接。
放大電路的作用是將熱電偶的熱電勢(shì)或其它毫伏信號(hào)放大到伏級(jí)的幅度，以便使線性化的電路或A/D轉(zhuǎn)換器能正常工作。
線性化電路的作用是提高儀器的測(cè)量準(zhǔn)確度，開(kāi)方運(yùn)算電路的作用是將差壓的信號(hào)轉(zhuǎn)換為流量值。
A/D轉(zhuǎn)換及驅(qū)動(dòng)器的作用是使連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為斷續(xù)變化的數(shù)字量，加以驅(qū)動(dòng)以便直接進(jìn)行數(shù)字顯示。光柱電平驅(qū)動(dòng)電路的作用是將信號(hào)與一組基準(zhǔn)值比較，驅(qū)動(dòng)一列半導(dǎo)體發(fā)光管，使被測(cè)值以光柱形式進(jìn)行顯示。電壓/電流轉(zhuǎn)換器的作用是將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的0mA～10mA或4mA～20mA直流電流信號(hào)，從而能同電動(dòng)單元組合儀、可編程調(diào)節(jié)器以及其它可接受標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)的儀器或計(jì)算機(jī)控制裝置連用。
調(diào)節(jié)電路的作用是接受偏差信號(hào)，并按一定規(guī)律運(yùn)算后，輸出斷續(xù)的（繼電器觸點(diǎn)等開(kāi)關(guān)量動(dòng)作）或連續(xù)的（如0mA～10mA或4mA～20mA等直流電流）控制信號(hào)。其調(diào)節(jié)方式一般有位式、時(shí)間比例以及PID調(diào)節(jié)等。
1.2 數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的使用
1）數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀要與所配的溫度傳感器類別相互對(duì)應(yīng)。溫度傳感器類別很多，常用的為熱電偶、熱電阻溫度傳感器。一般來(lái)說(shuō)，選用數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀要弄清楚所配的是哪一類溫度傳感器，要確保兩者類別相互對(duì)應(yīng)，如不一致則造成測(cè)溫不準(zhǔn)確；查看所接的溫度傳感器是熱電偶、熱電阻或溫度變送器 [3] ，要與數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀類型相對(duì)應(yīng)；接線要先熟悉儀器上的接線圖，按接線圖的說(shuō)明進(jìn)行接線；通電之前，特別要注意數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的信號(hào)輸入端與電源端子位置，以防電源接到信號(hào)輸入端上去。另外，儀器的安裝環(huán)境應(yīng)避開(kāi)潮濕、振動(dòng)大以及電磁干擾強(qiáng)的地方。
2）數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的接線選擇。對(duì)于熱電阻溫度傳感器，其與數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的連接方式一般有二線制及三線制，由于二線制連接方式因引線也產(chǎn)生電阻難以消除。因此，儀器測(cè)量溫度的準(zhǔn)確度受到影響，引線越長(zhǎng)影響越大。一般測(cè)溫準(zhǔn)確度要求較高的地方，采取三線制連接方式，該連接方式由于可以消除引線電阻，從而得到廣泛應(yīng)用，連接線應(yīng)選用規(guī)格相同的低阻值以及長(zhǎng)度盡量相等的三根導(dǎo)線。對(duì)于熱電偶溫度傳感器，則要接溫度補(bǔ)償導(dǎo)線，其型號(hào)要與所配的熱電偶溫度傳感器相一致，連接注意正負(fù)極。
3）數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的選用。要依據(jù)被控對(duì)象以及想要達(dá)到的控溫穩(wěn)定度指標(biāo)來(lái)選擇。一般來(lái)講，對(duì)于溫度穩(wěn)定度指標(biāo)不高的地方，可以選用二位或三位式調(diào)節(jié)儀，三位式調(diào)節(jié)儀由于可以控制二組加熱源，加熱功率可變。因此，控溫的穩(wěn)定度要比二位式的好些。時(shí)間比例調(diào)節(jié)儀的功率輸出調(diào)節(jié)要比位式調(diào)節(jié)儀的效果好些。對(duì)溫度穩(wěn)定度要求較高的地方，一般選用PID調(diào)節(jié)儀。PID調(diào)節(jié)儀有斷續(xù)PID調(diào)節(jié)以及連續(xù)PID調(diào)節(jié)，由于斷續(xù)PID調(diào)節(jié)儀功率輸出采取全通全斷的方式，其控溫效果不如連續(xù)PID調(diào)節(jié)儀，連續(xù)PID調(diào)節(jié)儀通常講需要可控硅來(lái)控制功率輸出，費(fèi)用較高。
4）數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀位式調(diào)節(jié)的使用。位式調(diào)節(jié)設(shè)定溫度值，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定調(diào)節(jié)旋鈕，設(shè)定要控制的溫度值，當(dāng)被測(cè)溫度實(shí)際值低于、高于設(shè)定值或上、下限設(shè)定值之間時(shí)，繼電器以及指示燈的狀態(tài)大致如圖2所示。
2 數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的常見(jiàn)故障及維修
2.1 顯示故障及維修
顯示故障現(xiàn)象一般包括：通電后指示燈不亮、顯示不全、儀器示值漂移大等。
1）造成通電后指示燈不亮的原因常由限流電阻假焊或者印制導(dǎo)線不通引起。可能是：
①,,儀器的保險(xiǎn)絲損壞。應(yīng)檢查保險(xiǎn)絲，如已損壞，更換。
②,,儀器電源變壓器繞組損壞或者引線斷開(kāi)。檢查變壓器初、次級(jí)繞組以及引線的通斷，如電源變壓器已損壞，應(yīng)更換或焊接引線斷路處。
2）儀器通電后顯示器缺筆段。A/D轉(zhuǎn)換器為7107的數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀，可檢查7107對(duì)應(yīng)輸出腳同V+之間的電壓。若始終為幾毫伏，則說(shuō)明7107已經(jīng)損壞，應(yīng)更換之；若有4V左右的電壓但顯示器卻不亮，則說(shuō)明7107正常，接著可檢查顯示器數(shù)碼管管腳同V+之間的電壓，若有4V電壓，則說(shuō)明數(shù)碼管壞，應(yīng)更換之；量不出電壓，則可能7107管腳接觸不良，或從7107到數(shù)碼管管腳之間電路不通，應(yīng)找出不通之處焊好，使其通路。
3）顯示器只有小數(shù)點(diǎn)亮。說(shuō)明電源正常，A/D轉(zhuǎn)換器工作異常。可能是：
①,,A/D轉(zhuǎn)換器集成元件損壞。檢查A/D轉(zhuǎn)換器（如檢查A/D轉(zhuǎn)換器各腳與地之間直流電壓，檢查輸入輸出波形或者信號(hào)電壓，檢查A/D轉(zhuǎn)換器外圍元器件等）。
②,,A/D轉(zhuǎn)換器管腳接觸不良。檢查A/D轉(zhuǎn)換器接觸不良管腳，并且重新焊接。4）顯示器亮度小。可能是：
①,,使用時(shí)間久了，使發(fā)光二極管的發(fā)光效率降低。更換發(fā)光二極管。
②,,A/D轉(zhuǎn)換器管的限流電阻太大，應(yīng)將限流電阻減少。
5）應(yīng)顯示正值卻顯示負(fù)值。可能是：
①,,儀器輸入信號(hào)問(wèn)題，應(yīng)按接線圖接輸入端子的正負(fù)極。
②,,限流電阻虛焊，應(yīng)將限流電阻重新焊接。
6）儀器顯示產(chǎn)生跳字現(xiàn)象。可能是：
①,,A/D轉(zhuǎn)換器壞，可更換新的7107A/D轉(zhuǎn)換器。
②,,儀器輸入端有干擾，應(yīng)排除儀器輸入端的干擾源。
7）儀器示值漂移大。可能是：
①,,A/D轉(zhuǎn)換器質(zhì)量差，可更換新的7107A/D轉(zhuǎn)換器。
②,,限流電阻小使顯示器電流太大導(dǎo)致7107燙，從而使顯示示值漂移。可以增加限流電阻的數(shù)值。
2.2 位式調(diào)節(jié)的故障及維修
位式調(diào)節(jié)的故障現(xiàn)象一般包括：繼電器切換儀器對(duì)應(yīng)的指示燈不亮；儀器設(shè)定值顯示正常但繼電器不吸合；設(shè)定值顯示正常，但繼電器常吸合以及繼電器的抖動(dòng)等。
1）繼電器切換儀器對(duì)應(yīng)的指示燈不亮。可能是：
①,,繼電器接觸不良，應(yīng)檢查繼電器。
②,,限流電阻燒壞或虛焊，更換電阻或者重新焊接。
2）設(shè)定值顯示正常，但繼電器不吸合。可能是：
①,,繼電器線圈繞組斷路，可更換新的繼電器。
②,,三極管壞或者運(yùn)算放大器壞，可將壞的元件更換。
3）設(shè)定值顯示正常，但繼電器常吸合。可能是：
①,,三極管壞，漏電流大。應(yīng)更換三極管。
②,,運(yùn)算放大器壞，其輸出端總為高電平，應(yīng)更換運(yùn)算放大器。
4）繼電器的抖動(dòng)。可能是：
①,,功放級(jí)電源中交流量太大，電源濾波電容器損壞或容量變小，換電容器。
②,,整流管壞，更換壞的整流管。
5）設(shè)定值顯示為零。可能是：
①“顯示選擇”按鈕壞，將損壞的按鈕更換即可。
②,,電路元件有虛焊，找出虛焊處，重新焊接。
6）設(shè)定值顯示溢出。可能是：
①,,設(shè)定電位器損壞，重新更換設(shè)定電位器。
②,,設(shè)定電位器有虛焊，找出虛焊處，重新焊接。
3 結(jié)束語(yǔ)
本文從數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的基本原理及使用的角度，對(duì)其常見(jiàn)故障現(xiàn)象及維修方法進(jìn)行了介紹。并且數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易，準(zhǔn)確度高，能大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的溫度測(cè)量以及控制。
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