如何校准温度开关

温度开关通常用于各种工业应用，以控制特定的功能。与任何测量仪器一样，它们需要定期校准，以确保它们准确可靠地工作-缺乏校准或校准不准确会产生严重的后果。例如，校准温度开关不同于校准温度传感器或变送器，因此这篇博文旨在解释如何正确校准温度开关。让我们开始!

温度开关是如何工作的?

简而言之，温度开关是一种测量温度并在设定的温度下提供所需功能(开关打开或关闭)的仪器。

最常见的温度开关之一是电散热器中的恒温开关。你可以将恒温器设置到所需的温度，如果房间温度低于设定的温度，恒温器会打开散热器;如果室内温度高于要求，恒温器将关闭加热。

在实际操作中，设定值和复位点之间有一个很小的差异，这样当温度达到设定值时，控制器就不会开始振荡。这种差异被称为滞回，或死区。在上面的散热器示例中，这意味着当恒温器转到20°C(68°F)时，散热器可能在温度低于19°C(66°F)时开始加热，当温度为21°C(70°F)时停止加热，显示2°C(4°F)死区。

自然，温度开关在工业上有许多不同的应用。

温度开关校准的主要原理

我们将在本文后面研究温度开关校准的细节，但首先，让我们简要总结校准温度开关时要记住的主要原则:

要校准温度开关，您需要在开关输入(温度传感元件)处缓慢升高温度，同时测量开关输出，以查看在哪个温度下它会改变其状态。然后，您需要将温度调回到“重置”点，即开关恢复到原始状态。

当输出改变状态时，需要记录该时刻的输入温度。

开关输出通常只有两种状态，例如开或关。

基本术语

通常讨论的一个术语是开关类型是否为常开(否)(或关闭)，或常闭(NC) (或开放)．这表明开关触点默认是打开的还是关闭的。在测量环境温度时，温度开关通常处于默认位置。

操作点也可以被称为设置点和复位点，或开点和关点。

工作点之间的温差称为温差死区．在关闭/打开工作点之间需要一些差异，以防止开关在完全相同的温度下工作时潜在的振荡开关。对于需要非常小死区的应用程序，提供了额外的逻辑来防止开关振荡。

开关输出可能是机械(开启/关闭),电子，或数字．

干/湿有时也会讨论开关。干的意思是输出是关闭或打开，而湿的意思是有一个不同的电压水平代表两个开关状态。

当开关打开时，有些开关的触点上有市电电压。这对于人和测试设备都可能是一个安全问题，所以在测试开关时应该考虑到这一点。

关于术语的更详细的讨论可以在这篇博文中找到:

压力开关校正

你的温度传感器是独立的还是附加的?

因为温度开关需要测量温度，所以它需要有一个感温元件，换句话说就是一个温度传感器。

在某些情况下，温度传感器是一个独立的仪器，可以从开关上拆卸下来，而在其他情况下，传感器是固定在开关上的，因此它们不能分开。

这两种不同的场景需要非常不同的方法来校准开关。

如上所述，您需要为开关输入提供一个缓慢变化的温度。根据开关是否有固定温度传感器或传感器是否可以拆卸，这是非常不同的。

下面让我们看看这两种不同的情况。

#1 -带有独立/可移动温度传感器的温度开关

在某些情况下，可以将温度传感器从温度开关上拆卸下来。传感器通常是常见的标准传感器，如Pt100传感器(或热电偶)。在这些情况下，您可以在没有温度传感器的情况下通过使用模拟器或校准器来模拟Pt100传感器信号来校准开关，生成一个缓慢的温度斜坡(或一系列非常小的步骤)作为开关的输入。

当然，您还需要校准温度传感器，但可以使用固定温度设定点的正常温度传感器校准进行校准，而不需要缓慢地提高温度，这使得传感器校准更容易(并且不确定性更小)。

在精确的应用中，开关可以通过使用修正系数(如ITS-90或Callendar van Dusen)来补偿RTD传感器误差，因此在模拟温度传感器时，传感器模拟器应该能够考虑到这一点。

了解更多关于温度传感器校准的信息:如何校准温度传感器．

你可以校准传感器和开关一起作为一个回路;你不需要分别校准它们。但是如果你没有一个系统来产生一个缓慢的，可控的温度斜坡，则更容易分别校正。

如果可拆卸温度传感器不是标准传感器类型(既不是RTD也不是热电偶)，那么你不能真正分别校准传感器和开关，因为你既不能测量也不能模拟非标准传感器的信号。在这种情况下，当它们连接时，您需要将它们作为一个仪器进行校准。

#2 -带集成/固定温度传感器的温度开关

如果温度传感器固定在温度开关上，无法拆卸，则需要将其作为一个仪器进行校准。在这种情况下，您需要使用插入温度传感器的温度源生成一个温度斜坡。

在校准之前

与任何工艺仪表一样，在启动前进行校准，将测量与过程隔离，与控制室沟通，并确保校准不会引起任何警报或不必要的后果。

目视检查开关，确保它没有损坏，所有连接看起来正常。

如果传感器脏了，应在插入温度块前清洗干净。

生成一个缓慢的温度斜坡作为输入

如果将温度开关及其温度传感器校准在一起，则需要在安装开关温度传感器的温度源中产生足够慢的温度斜坡。

这意味着您需要有一个温度源，可以以恒定的速度生成受控的温度斜坡，慢到应用程序需要的程度。

在实践中，您可以快速达到接近校准范围的温度设定点，让温度完全稳定下来，然后开始在校准范围内缓慢地提高温度。校准后可以快速回到室温。

像这样的温度斜坡最常由温度干块．并不是所有的干块都能产生适当的缓坡。你还需要能够非常准确地测量产生的温度，同时能够测量开关输出信号。此外，当开关输出改变其状态时，校准系统应具有自动捕获输入温度的准确时刻的能力。

并不是所有的温度校准系统都能做到这一点，但不用说Beamex MC6-T温度校准器可以完全自动完成。不仅如此，它还可以做很多其他的事情，所以请一定要去看看!

使用外部参考温度传感器-不要使用内部的!

温度干燥块总是有一个内部参考传感器，但是不要在校准温度开关时使用这个!

内部参考传感器位于温度块的底部，用于加热和/或冷却。内部参考传感器通常也靠近加热/冷却元件，并快速响应任何温度变化。

从该温度块，温度将传输到插入，从插入将传输到实际的温度传感器。这意味着在内部参考传感器和被校准的传感器之间总是有一个显著的延迟(滞后)，位于插入孔中。

在正常的传感器校准中，在固定的温度点上进行校准，这种延迟不是那么关键，因为您可以等待温度稳定下来。但是对于温度开关的校准来说，这种延迟有很大的影响，会导致校准结果出现明显的误差!

没有使用内部参考传感器，您应该使用外部参考传感器这是安装在插入一起开关的传感器进行校准。外部参考传感器应具有与温度开关传感器相似的特性，以便它们具有相同的行为方式，具有相似的滞后。

至少要确保参考传感器和温度开关传感器的尺寸尽可能相似(例如相似的长度和直径)。确保传感器具有相同的长度意味着它们将在相同的浸泡深度下插入相同的深度。不同的浸水深度会导致校准的误差和不确定度。

当然，参考温度传感器也需要用精确的测量设备进行测量。

测量开关输出

一旦计算出输入温度斜坡，还需要测量开关输出端子及其状态。

对于传统的开/关开关，您需要有一个可以测量开关触点是打开还是关闭的设备。

如果开关有更现代化的电输出，你需要能够测量它。这可能是对mA信号的电流测量，或对电压信号的电压测量。

无论如何，由于开关输出有两种状态，您需要有一个可以测量和识别这两种状态的设备。

捕获操作点

要手动校准，您需要启动温度斜坡并监控开关输出。当开关状态发生变化时，需要读取输入温度，即参考温度传感器正在读取的温度。那是温度开关的工作点。通常，您希望通过升高和降低温度来校准两个工作点(“设置”和“重置”点)，以查看它们之间的差异，即滞后(死区)。

如果你不想手动完成，那么你需要一个可以自动执行所有必需功能的系统，即它需要:

生成温度斜坡，以所需的速度上升和下降，在有关开关的所需温度范围内
测量开关的输出状态(开/关，开/关)
测量插入温度源的参考温度传感器
捕捉开关改变状态时的温度

的Beamex MC6-T可以做到这一切，甚至更多。

温度开关校准步骤-概述

让我们以校准温度开关所需步骤的简短总结来结束:

预校准准备(断开过程，安全隔离，目视检查，清洁)。
将温度开关的温度传感器和参考传感器插入温度源。
将开关输出连接到测量设备，测量开关的开/关状态。
迅速将温度调至接近开关的工作范围，并等待其稳定。
非常缓慢地在开关的标称工作范围内增加温度。
当开关输出改变状态(设定点)时，捕获温度源中的温度。
慢慢地向另一个方向倾斜温度，直到开关再次工作(复位点)。捕捉温度。
根据需要重复步骤5至7多次，以找到开关的可重复性。典型的练习是重复三次。
迅速将温度调回到室温。
记录校准结果。
如果校准失败，开关没有达到精度要求，进行必要的调整、修理或更换。
如果调整是同步进行的，则重复整个校准过程
将交换机重新连接到进程。

上图说明了温度开关校准过程中的一个温度循环示例。在开始时，您可以快速达到接近校准范围的温度点，让温度完全稳定下来，然后开始在校准范围内缓慢地提高和降低温度，以捕获设置点和复位点。在本例中进行了三次重复校准，以记录开关的可重复性。校准后，您可以迅速降低温度回到室温。

记录校准、计量溯源性和校准不确定度

关于温度开关校准或任何校准的一些重要提醒:

文档-校准应始终记录在案;通常这是通过校准证书来完成的。

计量的可追溯性校准设备对相关标准应有有效的计量溯源性。

有关计量可追溯性的更多信息，请查看这篇博客文章:

校准中的计量可追溯性-你是可追溯的吗?

校准的不确定性校准不确定度是每个校准过程的重要组成部分。你应该意识到你的校准过程和校准设备有多“好”，以及该过程和设备是否提供足够低的不确定性用于有关的校准。

有关校准不确定度的更多信息，请查看这篇博客文章:

假人的校准不确定度

Beamex温度开关校准解决方案

Beamex提供了一个全自动系统为温度开关校准。解决方案的核心是Beamex MC6-T温度校准器。MC6-T是一款精确和通用的温度校准器，内置多功能过程校准器和通信技术。

使用MC6-T，您可以创建所需的温度斜坡，测量开关输出，测量参考温度传感器，并捕获工作点。所有这些都可以完全自动完成。校准结果存储在MC6-T的存储器中，从那里可以将结果上传到Beamex CMX或逻辑校准软件，用于在数据库中存储结果并生成校准证书。整个校准过程自动化、无纸化。

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