浅谈数字温度仪表在工业过程控制中的精度要求

　　温度是工业过程控制中的最重要和最常用的物理量，温度的测量必须基于一定的精度，这样才能保证进一步的控制和监测。数字温度仪表以其高的精度、适应多种输入信号、良好的人机界面、灵活的控制算法等优点在工业过程控制中获得广泛应用。

　　工业现场安装的温度仪，其工作环境恶劣、干扰源众多。因此对如何保证数字温度仪表工作的稳定性和测量精度，提出了高要求。本文讨论的是具有高性能价格比，并满足工业现场要求的数字温度仪的精度设计。引起稳态误差的原因和消除方法，即解决仪表的测量精度问题。

　　1、原理框图

　　如图1所示，通过预埋在电机、变压器绕组中的温度传感器Pt100铂热电阻，将温度电阻信号，通过传感电缆输入到测量系统中。温度监测系统由CPU、采样、放大、滤波、模数转换、补偿校正、按键扫描、存储器、RS485通讯接口、状态指示、显示电路等组成。输出控制部分由声响、报警、跳闸、故障驱动电路以及4-20mA远传电路组成。

　　2、温度仪的精度要求

　　和其他通用测量系统一样，工业应用上温度的测量一般也是基于12位精度和特征的，即212=4096个不同的电平。在此基础上，设计该温度仪表测量方面的技术要求如下：

　　测量范围：0.0～200.0℃。

　　测量精度：0.5级，即±1℃。

　　分辨力：0.1℃。

　　精度是温度测量控制产品的重要技术指标。只有在保证测量精度的前提下，才能谈及控制指标。因此在设计温度检测和控制产品的时候首先要考虑的就是测量精度，即进行误差分析。

　　温度仪表的误差是必然存在的，但可以通过各种方法来减少，除了本文所讲的，还有许许多多。如：对于铂电阻温度非线性，还有多种处理技术。除了软件处理外，大多是基于硬件加法器和乘法器，将常数项和平方项分解。这些方法虽然不需要软件配合，但调试较烦琐。而软件的处理方法简单易行，在理论上更是可以追求任何精度要求。本文所讲的是常规数字仪表一些主要精度设计问题，希望通过本文的介绍能使大家对数字温度仪表的误差来源和对策有更深入的了解，也希望在此基础上共同探讨出更好的解决办法。
 

　　审核编辑：鄢孟繁