热电偶检定炉控温仪的故障分析

    独山子乙烯厂共有2套热电偶检定炉,主要是利用DWT-702精密温度自动控制仪控温,检定热电偶时检定炉能恒定在所需的温度点上。特别对于贵金属热电偶的检定,其温度场要求准确恒定在检定点上。测量过程中炉内温度变化每分钟不得超过0.2℃,整个测量过程炉内温度变化不得超过0.5℃。这取决于控温仪控温性能。

    1　原理

    DWT-702精密温度自动控制仪主要由毫伏定值器、微伏放大器、PID调节器和可控硅触发器4部分组成,其调节系统框图如图1所示。

    炉温采用热电偶测量,由毫伏定值器给出设定温度值。如热电偶的热电势与定值器的输出毫伏值有偏差,则说明炉温偏离给定,此偏差经微伏放大,送入PID调节器,再经可控硅触发器去推动可控硅执行器,以相应调整炉丝的加热功率,从而迅速消除此偏差,达到自动控制温度的目的。

    2　毫伏定值器

    毫伏定值器是高精度的直流毫伏信号源,它能精确地给出直流毫伏信号,与热电偶信号相比较后的直流偏差信号,输入到下级微伏放大器。

    毫伏定值器由直流稳压电源、数模转换的拨盘形式开关和电阻网络组成。该定值器共有5位十进制数。拨动数字拔盘,给定所需毫伏值。仪表送电后,在其输出的“+”“-”端接入数字电压表,改变拨盘数字,数字定值器的输出的毫伏值与数字电压表测得的毫伏值之差应在允许误差范围内。正常允许误差一般要小于±0.04%,即分度号为K的热电偶,其毫伏定值器最大设定误差应小于±24μV;分度号为R的热电偶,毫伏定值器最大设定误差应小于±8μV。否则,说明定值器设定误差较大,应予检修。

    仪表出现毫伏设定误差较大或不稳定时,可检查某一拨盘开关内部是否有局部短路现象、输出端电阻是否虚焊或变质以及毫伏定值器的直流稳压电源是否正常?如果稳压电源中各部件正常,而毫伏设定不稳定时,可进一步测定标准稳压管2DW7C的电压温度系数是否在允许的范围内,正常值应小于±5×10-6/℃,另外还可进一步检查拨盘开关之间是否接触良好,各连接线之间是否有虚焊现象等。

    3　微伏放大器

    如图2所示,来自毫伏给定与热电偶比较后的直流偏差信号经低通滤波器,至场效应管组成的斩波器调制成交流信号,又经交流放大,相敏放大解调成直流信号,输出至PID调节器,此外多谐振荡器分别给斩波器和相敏放大器,以频率为250Hz调制和解调电源。

    由于采用了“调制-交流放大-解调”的形式,其调制部分又选用了低噪音、工作稳定的场效应管,因此该放大器不仅有较高的放大倍数,而且具有灵敏度高、长时间漂移小和抗干扰能力强等特点。