摘,，要：數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀結(jié)構(gòu)簡單、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，并對其常見故障現(xiàn)象及維修方法進(jìn)行了簡單介紹。
0 引言
隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，人們對生產(chǎn)中溫度的測量以及控制提出了越來越高的要求，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)儀可以解決這些問題，廣泛使用于工業(yè)生產(chǎn)中的溫度測量、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量溫度，有測量速度快、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)儀通常由信號變換電路、放大電路、線性化的電路或者開方運(yùn)算電路、A/D轉(zhuǎn)換及驅(qū)動電路、光柱電平驅(qū)動電路、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。
信號變換電路的作用是將來自各一次檢測元件（例如熱電偶、熱電阻）或溫度變送器及電壓、電流信號轉(zhuǎn)換為一定范圍的電壓值，有多信號變換模塊，以便可以與不同類型的輸入信號相配接。
放大電路的作用是將熱電偶的熱電勢或其它毫伏信號放大到伏級的幅度，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量準(zhǔn)確度，開方運(yùn)算電路的作用是將差壓的信號轉(zhuǎn)換為流量值。
A/D轉(zhuǎn)換及驅(qū)動器的作用是使連續(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)動以便直接進(jìn)行數(shù)字顯示。光柱電平驅(qū)動電路的作用是將信號與一組基準(zhǔn)值比較，驅(qū)動一列半導(dǎo)體發(fā)光管，使被測值以光柱形式進(jìn)行顯示。電壓/電流轉(zhuǎn)換器的作用是將電壓信號轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的0mA～10mA或4mA～20mA直流電流信號，從而能同電動單元組合儀、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，并按一定規(guī)律運(yùn)算后，輸出斷續(xù)的（繼電器觸點(diǎn)等開關(guān)量動作）或連續(xù)的（如0mA～10mA或4mA～20mA等直流電流）控制信號。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。一般來說，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應(yīng)，如不一致則造成測溫不準(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)儀類型相對應(yīng)；接線要先熟悉儀器上的接線圖，按接線圖的說明進(jìn)行接線；通電之前，特別要注意數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的信號輸入端與電源端子位置，以防電源接到信號輸入端上去。另外，儀器的安裝環(huán)境應(yīng)避開潮濕、振動大以及電磁干擾強(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，儀器測量溫度的準(zhǔn)確度受到影響，引線越長影響越大。一般測溫準(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度盡量相等的三根導(dǎo)線。對于熱電偶溫度傳感器，則要接溫度補(bǔ)償導(dǎo)線，其型號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)被控對象以及想要達(dá)到的控溫穩(wěn)定度指標(biāo)來選擇。一般來講，對于溫度穩(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)動設(shè)定調(diào)節(jié)旋鈕，設(shè)定要控制的溫度值，當(dāng)被測溫度實(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�？赡苁牵�
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。檢查變壓器初、次級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對應(yīng)輸出腳同V+之間的電壓。若始終為幾毫伏，則說明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�？赡苁牵�
①,,儀器輸入信號問題，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�？赡苁牵�
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�？梢栽黾酉蘖麟娮璧臄�(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等。
1）繼電器切換儀器對應(yīng)的指示燈不亮�？赡苁牵�
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�？赡苁牵�
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�？赡苁牵�
①,,功放級電源中交流量太大，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�？赡苁牵�
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
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，對其常見故障現(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)中的溫度測量以及控制。
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