溫度變送器作為工業過程控制中的關鍵儀表，其測量的準確性直接關系到生產安全、產品質量和能源效率。標定，即校準，是確保其輸出信號（如4-20mA或數字信號）與真實溫度值之間建立精確、可靠對應關系的關鍵過程。本文將系統闡述溫度變送器的標定方法、步驟及注意事項。
一、 標定原理
溫度變送器的標定本質上是建立其輸入（溫度）與輸出（電流/電壓/數字值）之間的標準函數關系。標定時，通過標準儀器（如高精度溫度校準儀、標準鉑電阻溫度計、恒溫槽）提供一系列已知的、精確的溫度輸入（標準值），然后讀取變送器的對應輸出值（實測值），通過調整變送器內部的參數（如零點、量程），使其輸出值與標準值之間的誤差在允許范圍內。
二、 標定前的準備
- 設備準備：
- 標準器：高精度溫度校準儀（干體爐或液體恒溫槽），其不確定度應優于被標變送器允許誤差的1/3至1/4。
- 測量儀表：高精度數字萬用表（用于測量電流/電壓輸出）。
- 連接線：標準連接導線。
- 被標變送器：確認其型號、量程范圍、輸出信號類型及供電要求。
- 環境準備：在無強電磁干擾、溫度相對穩定的室內進行。
- 安全準備：遵守電氣安全規程，必要時斷電操作。
三、 標定方法（以常用的兩點法為例）
兩點法是最常用的標定方法，通過調整“零點”（對應量程下限）和“滿量程”（對應量程上限）來完成。
具體步驟：
1. 連接系統：將溫度變送器的溫度傳感器（如Pt100熱電阻）插入溫度校準儀的高精度插孔中。將變送器的輸出回路串聯接入數字萬用表的電流測量檔（若為電壓輸出則并聯）。確保變送器正常供電（通常為24V DC）。
- 設置下限點（零點標定）：
- 在溫度校準儀上設定溫度為變送器量程的下限值（如0°C）。
- 等待溫度校準儀和變送器輸出充分穩定（通常需要10-15分鐘，取決于設備性能）。
- 讀取數字萬用表顯示的電流值。理想狀態下，對應0°C應輸出4mA。
- 調整：如果實測值（如3.95mA）與理論值（4.00mA）存在偏差，則通過變送器的調零電位器（或使用手操器/軟件進入參數設置菜單調整“零點”參數），使輸出精確達到4.00mA。
- 設置上限點（量程標定/滿度標定）：
- 將溫度校準儀設定為變送器量程的上限值（如100°C）。
- 再次等待系統穩定。
- 讀取電流值。理想狀態下，對應100°C應輸出20mA。
- 調整：如果實測值（如19.90mA）存在偏差，則通過變送器的量程電位器（或調整“滿量程”參數），使輸出精確達到20.00mA。
- 復驗與多點校驗：
- 完成零點和滿度調整后，需重新回到下限溫度點（0°C）和上限溫度點（100°C）進行復驗，觀察輸出是否準確。由于零點和量程調整可能相互影響，有時需要反復微調一至兩次。
- 為確保全量程線性度，建議在量程的25%、50%、75%等中間溫度點進行校驗（不調整，僅記錄誤差），確認其誤差是否符合變送器的精度等級要求（如±0.2%）。
- 記錄與貼標：
- 詳細記錄所有標準溫度點、理論輸出值、實際輸出值、誤差及調整過程。
- 若所有點的誤差均在允許范圍內，標定合格。在變送器上粘貼校準狀態標簽，注明日期、有效期及操作人員。
四、 智能溫度變送器的標定
對于帶HART、Profibus PA、FF等協議的智能變送器，標定過程更為靈活高效：
- 使用手操器或配置軟件：通過通信協議連接變送器。
- 執行“傳感器微調”：此功能允許直接輸入標準器提供的標準溫度值，變送器內部處理器會自動修正其傳感器模塊的測量曲線，無需手動調整電位器。
- 執行“輸出微調”：類似兩點法，對電流輸出回路進行校準。
- 優勢：可進行多點標定，修正非線性誤差，且參數可存儲和追溯。
五、 注意事項
- 標準器溯源：所有使用的標準儀器必須定期送往上一級計量機構檢定，確保其量值可追溯至國家或國際標準。
- 熱平衡：務必給予足夠的穩定時間，確保傳感器感溫部分與校準儀溫場充分熱平衡，這是減少標定誤差的關鍵。
- 引線電阻：對于電阻型溫度傳感器（如Pt100），在連接時要考慮引線電阻的影響，尤其是長距離時，應采用三線制或四線制接法以消除誤差。
- 環境條件：避免在溫度波動大、有振動或強電磁場的環境中標定。
- 遵循規范：嚴格執行國家計量檢定規程（如JJG 229-2010《工業鉑、銅熱電阻檢定規程》）或企業內部校準程序。
****，溫度變送器的標定是一項嚴謹的計量工作，其核心在于使用更高精度的標準，通過規范的步驟，對變送器的測量偏差進行檢測與修正。定期、規范的標定是保證溫度測量系統長期可靠、準確運行的基石。對于關鍵工藝點，建議制定嚴格的標定周期計劃并嚴格執行。
