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[摘 要]温控仪表是生产现场最普遍使用的计量工具，其优势不言而喻，但是因为内部与外部的原因，在计量时依然存在一定的误差。本文首先介绍了温控仪表现场计量的概况；其次概述了温控仪表计量方法；最后对温控仪表现场计量时的误差进行具体的分析，希望能够为现场计量人员提供借鉴。
[关键词]温控仪表 现场计量 误差 分析
中图分类号：P634.3+6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0172-01
温控仪表在现场计量时，之所以会产生误差是由三个原因导致的，其中最重要的就是在计量时补偿温度没有达到要求，从而使温控仪表显示的温度数与待校验的温度又出现了差距。
一、温控仪表现场计量概况
现场计量的温度仪表类型主要有四种，其中双金属与压力式类型的温度计的主要功能就是对现场温度进行准确的测量，而热电阻与热电偶类型的温度计，除了具有上述功能之外，也能够对温度进行有效的控制，也就是说，它能够按照现场需要来调节温度，不会使温度出现过高或者过低的现象，但是这种类型的温度计要想真正的发挥这两项功能，还需要一个辅助的设备那就是温控仪表。这四种类型温度计，后两种比较常用，因为其使用原理非常简单，便于工作人员观看与控制温度。
后两种温度计与温控仪表组合在一起就成为一个相对比较完善的温度测量控制系统，该系统的使用方式有很多种，其中比较常见的有6种，但是这6种中最适合使用的是现场整体测量的方式。但是其使用范围并不广，这主要是因为使用这种方式的成本有些企业承担不起，而计量条件相比较而言还不算成熟，最重要的是有些企业并不重视这种计量方式。因为在现场计量时，热电阻与热电偶类型的温度计存在比较明显的劣势，其中最严重的就是其探头比较容易腐蚀，需要频繁进行更换，而且这两种类型的温度计都安装在管道上或者其他密闭性比较好的容器上，如果需要将其拆卸下来，不仅会影响管理与容易的密闭性，还会影响生产效率，如果更换的时间比较长，甚至会产生严重后果，所以一般在现场最普遍的使用计量方式是现场计量温控仪表的方式。
二、温控仪表计量方法
现场计量温控仪表主要有三部分组成，一是温控仪表；二是补偿导线；三是温度探头，其主要计量方法如图1：
温控仪表使用的计量方法是标称电量法，这种方法使用的最重要的工具就是温度校验仪，但是温控仪表显示出来的温度值与实际温度有一些差距，这种差距就可以将其称作误差，有三种情况会导致误差，第一种是温度校验仪自身的问题，可能其标准器在校对时就没有进行仔细的调整，存在一定的误差；信号线的问题，因为信号线本身就有一定的电阻，在检验的过程中，会出现分压电阻的情况，这时也会出现误差；在校验的过程中，补偿温度没有达到要求，从而导致误差。一般情况下，温度校验仪在设计与制造的时，都有严格的把关，制造完成之后，还要进行进一步的高标准计量，所以温度校验仪具有溯源性的特点，因此其产生的误差非常小，完全可以忽略不计，因此温度校验仪产生误差主要是由于后两个原因。
三、温控仪表现场计量时的误差分析
首先，分析由于信号线的分压作用带来的计量误差，信号线的电阻为R信，温控仪表的输入阻抗为R温，温度校验仪输出的标称电压为U标，则闭合电路的电流为：
I=U标/（R信+R温） （1）
经过信号线的分压，输入到温控仪表的电压为：
U温=/（R温×I） （2）
U标可从分度表上查得，R温和R信可用准确度高的欧姆表测得，动圈式温度指示调节仪的输入阻抗为200Ψ左右，数字温度指示调节仪的输入阻抗通常都大于20kΨ，因此，根据公式（1）和公式（2），U温可求，求出U温后，对照分度表，便可知经信号线的分压作用以后，输入的标称电压对应的温度值。
其次，分析由于补偿温度不同带来的计量误差，实用热电偶测温时，热电偶的测量端通常置于待测环境温度中，参考端则多置于室温中，当室温高于0℃时所得到的温差热电势对应的温度值比测量端实际的温度值要低。如果把这个温差电势再加上参考端所处室温温度值对应的毫伏数，就能正确地反映测量端的实际温度。这两个值的相加在数字温度指示仪中是通过电路来实现的，我们把这个电路叫作参考端补偿电路（也称冷端补偿电路）。补偿电路有许多种，所使用的热敏补偿元件也有好几种。其大致原理为热敏补偿元件安装在热电偶接线端附近，方便测出室温环境，通过补偿元件测出温度的高低来控制补偿电路输出电压的高低，从而达到补偿的效果。在热电偶与动圈式显示仪表配套的电路中，使用的一般是参考端温度补偿器，其原理与数字温度指示仪的参考端补偿电路类似。
用温度校验仪计量数字温度指示调节仪时，输出方式有两种，一是输入温度点对应的标称电压与环境温度对应的电压值之差，另一种方式是直接将温度校验仪切换到相应的分度类型，输出待检验点的温度值。而计量动圈式温度指示调节仪时，输入方式为第一种，现在分别来分析这两种输出方式可能带来的误差。方法一，忽略信号线的分压作用，校验仪的输出电压：
U输出=U标-U环境（3）
温控仪表的输入电压：
U输出=U输出+U补偿=U标-U环境+U补偿（4）
式中：U環境———由分度表查得的温度校验仪所处环境温度对应的电压值U补偿———由温控仪表的温度补偿元件补偿的电压值由公式（4）可知，要使U输入=U标，需使U环境=U补偿。由于温度补偿元件所处环境的温度跟温控仪表工作时间的长短、温控仪表质量的好坏等因素有关，这就导致了温度校验仪所处的环境温度跟补偿元件所处环境的温度通常不同，从而使得U环境≠U补偿，造成了计量误差。方法二，忽略信号线的分压作用，校验仪输出电压：
U输出=UT标-UT环境（5）
温控仪表输入电压：
U输入=U输出+U补偿=UT标-UT环境+UT补偿（6）
式中：T标———待校验点温度T环境———温度校验仪所处环境的温度T补偿———温控仪表的温度补偿元件所处环境的温度由公式（1）可知，要使U输入=UT标，需使UT环境=UT补偿，即T环境=T补偿，而这两者往往不一致，导致了计量误差。
四、结语
综上所述，可知温控仪表在现场计量时总是不可避免的会出现误差，但是这种误差并不是来自于温控仪表自身，因为在温控仪表设计与制造时，都是经过层层把关，而且在制造完成之后，还要进行高标准的测量，所以其误差主要是因为计量过程中，相关人员要引起注意。本文是笔者多年经验的总结，仅此提供借鉴。
参考文献
[1] 杨敏.论温控仪表现场计量时的误差来源及其解决办法[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2012（3）.
[2] 于广学.工业用智能温控仪表常见故障[J].中国计量.2010（3）.
[3] 陈涛.温控仪表的偏差原因分析[J].科技信息.2010（5）.
[4] 王淑英.对热电偶测温误差的分析[J].科学咨询（决策管理）.2009（1）.
[关键词]温控仪表 现场计量 误差 分析
中图分类号：P634.3+6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0172-01
温控仪表在现场计量时，之所以会产生误差是由三个原因导致的，其中最重要的就是在计量时补偿温度没有达到要求，从而使温控仪表显示的温度数与待校验的温度又出现了差距。
一、温控仪表现场计量概况
现场计量的温度仪表类型主要有四种，其中双金属与压力式类型的温度计的主要功能就是对现场温度进行准确的测量，而热电阻与热电偶类型的温度计，除了具有上述功能之外，也能够对温度进行有效的控制，也就是说，它能够按照现场需要来调节温度，不会使温度出现过高或者过低的现象，但是这种类型的温度计要想真正的发挥这两项功能，还需要一个辅助的设备那就是温控仪表。这四种类型温度计，后两种比较常用，因为其使用原理非常简单，便于工作人员观看与控制温度。
后两种温度计与温控仪表组合在一起就成为一个相对比较完善的温度测量控制系统，该系统的使用方式有很多种，其中比较常见的有6种，但是这6种中最适合使用的是现场整体测量的方式。但是其使用范围并不广，这主要是因为使用这种方式的成本有些企业承担不起，而计量条件相比较而言还不算成熟，最重要的是有些企业并不重视这种计量方式。因为在现场计量时，热电阻与热电偶类型的温度计存在比较明显的劣势，其中最严重的就是其探头比较容易腐蚀，需要频繁进行更换，而且这两种类型的温度计都安装在管道上或者其他密闭性比较好的容器上，如果需要将其拆卸下来，不仅会影响管理与容易的密闭性，还会影响生产效率，如果更换的时间比较长，甚至会产生严重后果，所以一般在现场最普遍的使用计量方式是现场计量温控仪表的方式。
二、温控仪表计量方法
现场计量温控仪表主要有三部分组成，一是温控仪表；二是补偿导线；三是温度探头，其主要计量方法如图1：
温控仪表使用的计量方法是标称电量法，这种方法使用的最重要的工具就是温度校验仪，但是温控仪表显示出来的温度值与实际温度有一些差距，这种差距就可以将其称作误差，有三种情况会导致误差，第一种是温度校验仪自身的问题，可能其标准器在校对时就没有进行仔细的调整，存在一定的误差；信号线的问题，因为信号线本身就有一定的电阻，在检验的过程中，会出现分压电阻的情况，这时也会出现误差；在校验的过程中，补偿温度没有达到要求，从而导致误差。一般情况下，温度校验仪在设计与制造的时，都有严格的把关，制造完成之后，还要进行进一步的高标准计量，所以温度校验仪具有溯源性的特点，因此其产生的误差非常小，完全可以忽略不计，因此温度校验仪产生误差主要是由于后两个原因。
三、温控仪表现场计量时的误差分析
首先，分析由于信号线的分压作用带来的计量误差，信号线的电阻为R信，温控仪表的输入阻抗为R温，温度校验仪输出的标称电压为U标，则闭合电路的电流为：
I=U标/（R信+R温） （1）
经过信号线的分压，输入到温控仪表的电压为：
U温=/（R温×I） （2）
U标可从分度表上查得，R温和R信可用准确度高的欧姆表测得，动圈式温度指示调节仪的输入阻抗为200Ψ左右，数字温度指示调节仪的输入阻抗通常都大于20kΨ，因此，根据公式（1）和公式（2），U温可求，求出U温后，对照分度表，便可知经信号线的分压作用以后，输入的标称电压对应的温度值。
其次，分析由于补偿温度不同带来的计量误差，实用热电偶测温时，热电偶的测量端通常置于待测环境温度中，参考端则多置于室温中，当室温高于0℃时所得到的温差热电势对应的温度值比测量端实际的温度值要低。如果把这个温差电势再加上参考端所处室温温度值对应的毫伏数，就能正确地反映测量端的实际温度。这两个值的相加在数字温度指示仪中是通过电路来实现的，我们把这个电路叫作参考端补偿电路（也称冷端补偿电路）。补偿电路有许多种，所使用的热敏补偿元件也有好几种。其大致原理为热敏补偿元件安装在热电偶接线端附近，方便测出室温环境，通过补偿元件测出温度的高低来控制补偿电路输出电压的高低，从而达到补偿的效果。在热电偶与动圈式显示仪表配套的电路中，使用的一般是参考端温度补偿器，其原理与数字温度指示仪的参考端补偿电路类似。
用温度校验仪计量数字温度指示调节仪时，输出方式有两种，一是输入温度点对应的标称电压与环境温度对应的电压值之差，另一种方式是直接将温度校验仪切换到相应的分度类型，输出待检验点的温度值。而计量动圈式温度指示调节仪时，输入方式为第一种，现在分别来分析这两种输出方式可能带来的误差。方法一，忽略信号线的分压作用，校验仪的输出电压：
U输出=U标-U环境（3）
温控仪表的输入电压：
U输出=U输出+U补偿=U标-U环境+U补偿（4）
式中：U環境———由分度表查得的温度校验仪所处环境温度对应的电压值U补偿———由温控仪表的温度补偿元件补偿的电压值由公式（4）可知，要使U输入=U标，需使U环境=U补偿。由于温度补偿元件所处环境的温度跟温控仪表工作时间的长短、温控仪表质量的好坏等因素有关，这就导致了温度校验仪所处的环境温度跟补偿元件所处环境的温度通常不同，从而使得U环境≠U补偿，造成了计量误差。方法二，忽略信号线的分压作用，校验仪输出电压：
U输出=UT标-UT环境（5）
温控仪表输入电压：
U输入=U输出+U补偿=UT标-UT环境+UT补偿（6）
式中：T标———待校验点温度T环境———温度校验仪所处环境的温度T补偿———温控仪表的温度补偿元件所处环境的温度由公式（1）可知，要使U输入=UT标，需使UT环境=UT补偿，即T环境=T补偿，而这两者往往不一致，导致了计量误差。
四、结语
综上所述，可知温控仪表在现场计量时总是不可避免的会出现误差，但是这种误差并不是来自于温控仪表自身，因为在温控仪表设计与制造时，都是经过层层把关，而且在制造完成之后，还要进行高标准的测量，所以其误差主要是因为计量过程中，相关人员要引起注意。本文是笔者多年经验的总结，仅此提供借鉴。
参考文献
[1] 杨敏.论温控仪表现场计量时的误差来源及其解决办法[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2012（3）.
[2] 于广学.工业用智能温控仪表常见故障[J].中国计量.2010（3）.
[3] 陈涛.温控仪表的偏差原因分析[J].科技信息.2010（5）.
[4] 王淑英.对热电偶测温误差的分析[J].科学咨询（决策管理）.2009（1）.