溫度變送器故障分析及處理辦法

溫度變送器應(yīng)用的非常廣泛，因?yàn)槭褂铆h(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)、以及配套的儀表的千差萬(wàn)別，工程師、技術(shù)員或者維修人員在使用過(guò)程中遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題。在此，筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要地分析一下幾個(gè)主要的引起溫度變送器故障的原因。

1、溫度傳感器引起的故障

這是常見(jiàn)的也是好判斷的故障。在使用過(guò)程中，一旦出現(xiàn)溫度變送器輸出異常，首先檢查溫度傳感器是否出現(xiàn)故障。在溫度變送器電路正常的情況下，有以下幾種情況。

（1）溫度傳感器斷路。溫度變送器都有溫度傳感器熔斷報(bào)警功能，此時(shí)無(wú)論變送器前端接的是熱電阻還是熱電偶，都會(huì)表現(xiàn)為變送器輸出值小于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)即小于4mA。目前標(biāo)準(zhǔn)的熔斷報(bào)警電流是3.75mA,當(dāng)測(cè)試溫度變送器輸出時(shí)，萬(wàn)用表顯示的電流值為3.75mA,同時(shí)變送器模塊的紅燈閃爍，即可判定溫度傳感器斷路，更換前端的探頭即可解決。
有的客戶因?yàn)樯衔粌x表的差異，對(duì)熔斷報(bào)警電流有特殊要求的，廠家是可以定制的，比如要求熔斷報(bào)警電流小于3mA的，在保證精度的情況下可以做到2.95mA，甚至更低。

（2）溫度傳感器短路。此時(shí)溫度變送器輸出的數(shù)值一般沒(méi)有規(guī)律，是個(gè)異常值，可以理解成軟件中的“亂碼”。事實(shí)上由于溫度傳感器短路的原因，經(jīng)過(guò)恒流源激勵(lì)后流入單片機(jī)的電壓有可能是個(gè)異常的電壓值，再經(jīng)過(guò)系列的AD轉(zhuǎn)換、放大、DA轉(zhuǎn)換，終輸出的就是一個(gè)非正常的數(shù)值。如果前端電路處理得好，溫度變送器模塊不會(huì)損壞，處理不好的電路就會(huì)損壞模塊。

（3）溫度傳感器“虛斷虛短”。這種情況一般是溫度變送器時(shí)而正常，時(shí)而不正常。大多數(shù)原因?qū)儆跍囟葌鞲衅鞣庋b質(zhì)量的問(wèn)題，更換探頭即可解決。

2、供電電源引起的故障

正常的溫度變送器供電范圍是9~30VDC,或者8.5~30VDC，客戶現(xiàn)場(chǎng)使用較多的是12VDC、24VDC直流開(kāi)關(guān)電源。一般情況下，電源不會(huì)對(duì)溫度變送器造成損壞。如果電源出現(xiàn)問(wèn)題，就很有可能損壞溫度變送器。

（1）供電電壓偏低。溫度變送器供電電路的設(shè)計(jì)一般情況是留有余量的，如果低于標(biāo)準(zhǔn)供電電壓2~3VDC（當(dāng)然，低功耗的溫度變送器根據(jù)不同的輸出，可以做到5VDC供電，甚至3.3VDC供電），在確保溫度變送器正常功耗的情況下，溫度變送器是可以正常工作的。即使不能滿足溫度變送器正常工作所需的功耗，溫度變送器只是不會(huì)正常工作，也不會(huì)損壞。

（2）供電電壓偏高。一般情況下，電圧不能超過(guò)32VDC，超過(guò)基本會(huì)損壞溫度變送器。即使僥幸電源電路中沒(méi)有元件燒毀，也會(huì)降低其使用壽命。

（3）共用電源的問(wèn)題。在系統(tǒng)中，多數(shù)設(shè)備共用同一電源的現(xiàn)象非常普遍。一般情況下，同一功耗量級(jí)的設(shè)備基本會(huì)相安無(wú)事，就怕系統(tǒng)中有大功率的設(shè)備或者不斷起停的設(shè)備，輕則會(huì)造成電荷堆積引起干擾，重則會(huì)產(chǎn)生浪涌。因此，工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，具體分析下所用的設(shè)備和儀器儀表，將不同類(lèi)型的設(shè)備、儀器儀表分開(kāi)供電，做到互不干擾、互不影響。

3、浪涌的災(zāi)難

浪涌是損壞溫度變送器的常見(jiàn)的黑手。浪涌的定義如下。浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過(guò)電壓。本質(zhì)上講，浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬(wàn)分之一秒時(shí)間內(nèi)的一種劇烈脈沖。可能引起浪涌的原因有：重型設(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動(dòng)機(jī)。而含有浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量，以保護(hù)連接設(shè)備免于受損。
看完上述定義，浪涌的殺傷力我就不用細(xì)說(shuō)了，估計(jì)您應(yīng)該覺(jué)得損壞溫度變送器也是正常的吧！如果您的系統(tǒng)或者設(shè)備中有上述情況存在，不僅要選用隔離型的溫度變送器，而且要做好各種接地、絕緣、屏蔽、保護(hù)電路等保護(hù)措施。因?yàn)槌藴囟茸兯推?，系統(tǒng)中的其他設(shè)備也可能在浪涌的災(zāi)難下不能幸免于難。

4、電磁干擾的麻煩

大的電機(jī)、大型機(jī)械、反應(yīng)釜、電力設(shè)備、傳輸線路、無(wú)線電、甚至偶然經(jīng)過(guò)的大型設(shè)備等能夠產(chǎn)生電磁場(chǎng)的，基本都會(huì)有電磁波的傳導(dǎo)或者輻射，電磁干擾種類(lèi)繁多，沒(méi)辦法盡述。因此，有經(jīng)驗(yàn)的工程師或者技術(shù)員在現(xiàn)場(chǎng)就要仔細(xì)分析自己現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，采取必須的措施。在設(shè)計(jì)之初，就把電磁干擾作為防范的重點(diǎn)，做到防患于未然，努力減少后續(xù)使用過(guò)程中的麻煩。