2.2 温度显示与调节仪表
温度显示与调节仪表根据输出形式，可以分成数字量和模拟量两种形式。常用显示仪表的种类和特性如表2-11所示。模拟量显示式的仪表属于常规温度显示与调节仪表。
表2-11 常用显示仪表的种类和特性
（1）动圈式温度指示调节仪表 动圈式温度指示调节仪表是一种用于测量热电偶产生的热电动势的仪表，具有结构简单、体积小、使用维修方便和价格便宜等优点。
常用动圈式温度指示调节仪表的技术参数如表2-12所示。动圈式温度指示调节仪表由磁电式表头、动圈测量机构及连接测量电路组成，XCT-101型仪表的基本结构见图2-1。工作时热电偶的热电势形成的电流通过动圈，永久磁场产生电磁力矩使指针偏转，而弹簧丝产生转矩，使两者相等，指针停留。指针偏转角正比于热电偶电势，指示出温度。当温度达到设定值时，指示针上带有的铝旗使L3电感减小，振荡器停振，继电器触点断开，加热停止，从而达到温度控制的目的。动圈式温度指示调节仪表的使用注意事项有以下几点。
表2-12 常用动圈式温度指示调节仪表的技术参数
图2-1 XCT-101型仪表的基本结构示意图
①动圈式温度指示调节仪表应与同一分度号的热电偶配套使用，否则指示出来的数值就会相差很多。
②在安装过程中，应注意使动圈式温度指示调节仪表保持水平位置，补偿导线与动圈式温度指示仪表接线端的正、负极不可接反。
③在测温时，环境温度对热电动势及仪表指示值都有影响。为保证测量的准确性，配热电偶用的动圈式指示温度仪表，在使用过程中必须考虑冷端温度补偿和外线路电阻的影响问题。
④与热电偶配套使用的磁电式温度指示仪表的刻度是按照热电偶的分度划分的，即仪表是按照热电偶冷端温度为0℃时的条件下划分的。在使用时，如果热电偶冷端的温度不是0℃，有一个由于冷端温度变化引起的误差。为了消除这个误差，应采用冷端温度补偿和外路电阻补偿的方法进行校正。
（2）电子自动平衡式温度指示调节仪表 电子自动平衡式温度指示调节仪表的测量精度高（0.5级），不但能够指示和控制温度，而且能够自动记录温度的变化。
①常用类型。热处理车间常用的电子自动平衡式温度指示调节仪表有电子电位差计和自动平衡电桥两类。
a.电子电位差计有XWB型、XWC型及XWD型，与热电偶配用。
b.自动平衡电桥有XQB型、XQC型、XQD型，与热电阻配用。
②工作原理。现举XWB-101型电子电位差计的例子加以说明。图2-2是其工作原理示意图。此类自动平衡指示器调节仪是用测量桥路平衡补偿原理来调节、显示和控制温度的。当热电偶产生的热电势与测量桥路比较时，产生的差值即信号经振动变流器转换成交流电压，再经电压和功率放大器放大，推动可逆电动机转动，促使测量电桥趋向平衡，平衡后可逆电机停止转动，可逆电机带动的指示记录机构给出相应的温度。炉温变化出现新的不平衡时，重复上述过程，可逆电机立即转动，直到桥路平衡，于是指示和记录升高后的炉温。可逆电机还同时带动调节机构工作。当炉温达到设定值时，调节机构使微动开关断开，接触器触头脱离电炉，停止供电。炉温低于设定值时，可逆电机逆转，微动开关闭合，接触器接通，电炉供电升温。如此达到炉温控制。
图2-2 XWB-101型电子电位差计工作原理示意图
电子电位差计在使用中的注意事项如下所述。
a.热电偶分度号、补偿导线型号必须与电子电位差计的分度号一致，各连接处应正确连接。
b.补偿导线应单独设置屏蔽，并良好接地，不得与电源线和控制线放在同一根铁管中。
c.仪表壳应良好接地。
d.电子电位差计的安装环境应保持干燥，无腐蚀性气体，附近无强磁场和强烈振动，环境温度应在50℃以下。
e.定期校检电子电位差计。
（3）数字式温度显示调节仪表 数字式温度显示调节仪表功能多，智能化程度高，可多量程输入，控制精确，能实行工艺程序控制和监控，是热处理生产的现代化控制仪表。
数字式温度显示调节仪表的工作程序如下：首先采集热电偶、热电阻等温度传感器输入的参数，进行A/D（模/数）转换，并显示测量值和设定值；然后将测量值与设定值进行比较，根据比较结果发出调节指示（或驱动继电器，或调节输出）。可设定报警功能。数字显示调节仪表主要分为数字显示调节仪和智能化调节仪两类，如表2-13所示。
表2-13 数字显示调节仪表的功能与特点
（4）数字智能调节仪 数字智能调节仪表配置有微处理机和各种模块化的结构，能进行多种控制运算，具有多种使用功能，是实施现代化自动控制的智能仪表。数字智能调节仪表的种类很多，功能不尽相同，综合起来主要有以下几种功能。
①数据输入功能。可模拟量输入信号也可以数字输入。模拟量输入有热电偶、热电阻、直流电流、直流电压、4～20mA、1～5VDC信号。数字输入主要是开关量输入。
②控制功能。能实现前馈控制、非线性控制、纯滞后时间补偿控制及超前控制等。控制方法有常规的PID带自整定控制，有连接PID控制、模糊控制、超调抑制PID控制及能自动微调的PID控制（神经元控制）。
③输出功能。具有模拟输出和数字输出功能，模拟输出信号为4～20mADC，数字输出有SPST继电器输出、SPDT继电器输出和集电极开路输出。
④显示设定功能。LED数码管显示设定值与实时值，操作键实现各种编程和状态检查。
⑤通信功能。具有RS485或RS232半双工通信协议，能进行多点通信。各种类型的数字智能调节仪表往往只具备上述的一种或几种功能，选择时要根据工程的实际需要进行功能配置。例如DB1000系列数字智能调节仪表，采用高性能微处理器，指示精度为±0.1％，采用周期达0.1s，具有8种设定功能和多种信号输入。