工业仪表各类变送器的选用说明

发布日期：2016-04-01 00:00 来源：点击：

传感器和变送器在仪器、外表和工业主动化领域中起着举足轻重的效果。与传感器不同，电力测验设备中的变送器除了能将非电量变换成可丈量的电量外，通常还具有必定的扩大效果。这篇文章简略地介绍了各类变送器的特色，以供运用者选用。

　　一、一体化温度变送器

　　一体化温度变送器通常由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元构成。选用固体模块方法将测温探头直接装置在接线盒内，然后构成一体化的变送器。一体化温度变送器通常分为热电阻和热电偶型两种类型。

　　热电阻温度变送器是由基准单元、R/V变换单元、线性电路、反接维护、限流维护、V/I变换单元等构成。测温热电阻信号变换扩大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性联系进行抵偿，经V/I变换电路后输出一个与被测温度成线性联系的4～20mA的恒流信号。

　　热电偶温度变送器通常由基准源、冷端抵偿、扩大单元、线性化处理、V/I变换、断偶处理、反接维护、限流维护等电路单元构成。它是将热电偶产生的热电势经冷端抵偿扩大后，再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，最终扩大变换为4～20mA电流输出信号。为避免热电偶丈量中因为电偶断丝而使控温失效构成事端，串联谐振装置变送器中还设有断电维护电路。当热电偶断丝或接解不良时，变送器会输出最大值（28mA）以使外表切断电源。

　　一体化温度变送器具有构造简略、节省引线、输出信号大、抗搅扰才能强、线性好、显现外表简略、固体模块抗震防潮、有反接维护和限流维护、作业牢靠等长处。

　　一体化温度变送器的输出为一致的4～20mA信号；可与微机体系或其它惯例外表匹配运用。也可用户请求做成防爆型或防火型丈量外表。

　　二、压力变送器

　　压力变送器也称差变送器，首要由测压元件传感器、模块电路、显现表头、表壳和进程连接件等构成。它能将接纳的气体、液体等压力信号转变成规范的电流电压信号，以供应指示报警仪、记录仪、调度器等二次外表进行丈量、指示和进程调度。

　　压力变送器的丈量原理图如图3所示。其丈量原理是：流程压力和参阅压力别离效果于集成硅压力灵敏元件的两头，其差压使硅片变形（位移很小，仅μm级），以使硅片上用半导体技能制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于压力的mV级电压信号。因为硅材料的强性极佳，所以输出信号的线性度及变差目标均很高。作业时，压力变送器将被测物理量变换成mV级的电压信号，并送往扩大倍数很高而又能够相互抵消温度漂移的差动式扩大器。扩大后的信号经电压电流变换变换成相应的电流信号，再经过非线性校对，最终产生与输入压力成线性对应联系的规范电流电压信号。

　　压力变送器根据测压规模可分红通常压力变送器（0.001MPa～20MP3）和微差压变送器（0～30kPa）两种。

　　三、液位变送器

　　1、浮球式液位变送器

　　浮球式液位变送器由磁性浮球、丈量导管、信号单元、电子单元、接线盒及装置件构成。

　　通常磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿丈量导管上下移动。导管内装有丈量元件，它能够在外磁效果下将被测液位信号变换成正比于液位改变的电阻信号，并将电子单元变换成4～20mA或其它规范信号输出。该变送器为模块电路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蚀等长处，电路内部含有恒流反应电路和内维护电路，可使输出最大电流不超过28mA，因而能够牢靠地维护电源并使二次外表不被损坏。

　　2、浮简式液位变送器

　　浮筒式液位变送器是将磁性浮球改为浮筒，它是根据阿基米德浮力原理规划的。浮筒式液位变送器是运用细小的金属膜应变传感技能来丈量液体的液位、界位或密度的。它在作业时能够经过现场按键来进行惯例的设定操作。

　　3、静压或液位变送器

　　该变送器运用液体静压力的丈量原理作业。它通常选用硅压力测压传感器将丈量到的压力变换成电信号，再经扩大电路扩大和抵偿电路抵偿，最终以4～20mA或0～10mA电流方法输出。

　　四、电容式物位变送器

　　电容式物位变送器适用于工业企业在生产进程中进行丈量和操控生产进程，首要用作类导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远间隔接连丈量和指示。

　　电容式液位变送器由电容式传感器与电子模块电路构成，它以两线制4～20mA恒定电流输出为基型，经过变换，能够用三线或四线方法输出，输出信号构变成1～5V、0～5V、0～10mA等规范信号。电容传感器由绝缘电极和装有丈量介质的圆柱形金属容器构成。当料位上升时，因非导电物料的介电常数显着小于空气的介电常数，所以电容量跟着物料高度的改变而改变。变送器的模块电路由基准源、脉宽调制、变换、恒流扩大、反应和限流等单元构成。选用脉宽调特原理进行丈量的长处是频率较低，对周围元射频搅扰、稳定性好、线性好、无显着温度漂移等。

　　五、超声波变送器

　　超声波变送器分为通常超声波变送器（无表头）和一体化超声波变送器两类，一体化超声波变送器较为常用。

　　一体化超声波变更新器由表头（如LCD显现器）和探头两有些构成，这种直接输出4～20mA信号的变送器是将小型化的灵敏元件（探头）和电子电路拼装在一起，然后使体积更小、分量更轻、报价更廉价。超声波变送器可用于液位。物位的丈量和开渠、明渠等流量丈量，并可用于丈量间隔。

　　六、锑电极酸度变送器

　　锑电极酸度变送器是集PH检查、主动清洁、电信号变换为一体的工业在线剖析外表，它是由锑电极与参阅电极构成的PH值丈量体系。在被测酸性溶液中，因为锑电极表面会生成三氧化二锑氧化层，这么在金属锑面与三氧化二锑之间会构成电位差。该电位差的巨细取决于三所氧化二锑的浓度，该浓度与被测酸性溶液中氢离子的适度相对应。假如把锑、三氧化二锑和水溶液的适度都当作1，其电极电位就可用能斯特公式核算出来。

　　锑电极酸度变送器中的固体模块电路由两大有些构成。为了现场效果的安全起见，电源有些选用交流24V为二次外表供电。这一电源除为清洁电机供给驱动电源外，还应经过电流变换单元变换成相应的直流电压，以供变送电路运用。第二有些是丈量变送器电路，它把来自传感器的基准信号和PH酸度信号经扩大后送给斜率调整和定位调整电路，以使信号内阻下降并可调度。将扩大后的PH信号与温度被偿信号进行迭加后再差进变换电路，最终输出与PH值相对应的4～20mA恒流电流信号给二次外表以完结显现并操控PH值。

　　七、酸、碱、盐浓度变送器

　　酸、碱、盐浓度变送器经过丈量溶液电导值来确定浓度。它能够在线接连检查工业进程中酸、碱、盐在水溶液中的浓度含量。这种变送器首要应用于锅炉给水处理、化工溶液的制作以及环保等工业生产进程。

　　酸、碱、盐浓度变送器的作业原理是：在必定的规模内，酸碱溶液的浓度与其电导率的巨细成比例。因而，只需测出溶液电导率的巨细变可得知酸碱浓度的高低。当被测溶液流入专用电导池时，假如忽略电极极化和分布电容，则能够等效为一个纯电阻。在有恒压交变电流流过期，其输出电流与电导率成线性联系，而电导率又与溶液中酸、碱浓度成比例联系。因而只需测出溶液电流，便可算出酸、碱、盐的浓度。

　　酸、碱、盐浓度变送器首要由电导池、电子模块、显现表头和壳体构成。电子模块电路则由鼓励电源、电导池、电导扩大器、相敏整流器、解调器、温度抵偿、过载维护和电流变换等单元构成。

　　八、电导变送器

　　它是经过丈量溶液的电导值来间接丈量离子浓度的流程外表（一体化变送器），可在线接连检查工业进程中水溶液的电导率。

　　因为电解质溶液与金属导体一样的电的良导体，因而电流流过电解质溶液时必有电阻效果，且契合欧姆定律。但液体的电阻温度特性与金属导体相反，具有负向温度特性。为差异于金属导体，电解质溶液的导电才能用电导（电阻的倒数）或电导率（电阻率的倒数）来表明。当两个相互绝缘的电极构成电导池时，若在其中心放置待测溶液，并通以恒压交变电流，就构成了电流回路。假如将电压巨细和电极尺度固定，则回路电流与电导率就存在必定的函数联系。这么，测了待测溶液中流过的电流，就能测出待测溶液的电导率。

　　电导变送器的构造和电路与酸、碱、盐浓度变送器一样。

　　九、智能变送器

　　智能式变送器是由传感器和微处理器（微机）相构造而成的。它充分运用了微处理器的运算和存储才能，可对传感器的数据进行处理，包括对丈量信号的调度（如滤波、扩大、A/D变换等）、数据显现、主动校对和主动抵偿等。

　　微处理器是智能式变送器的核心。它不光能够对丈量数据进行核算、存储和数据处理，还能够经过反应回路对传感器进行调度，以使收集数据到达最佳。因为微处理器具有各种软件和硬件功用，因而它能够完结传统变送器难以完结的使命。所以智能式变送器下降了传感器的制作难度，并在很大程主上提高了传感器的功用。别的，智能式变送器还具有以下特色：具有主动抵偿才能，可经过软件对电力测验设备中的传感器的非线性、温漂、时漂等进行主动抵偿。

　　可自确诊，通电后可对传感器进行自检，以检查传感器各有些是不是正常，并作出判别。

　　数据处理方便精确，可根据内部程序主动处理数据，如进行计算处理、去掉反常数值等。

　　具有双向通信功用。微处理器不光能够接纳和处理传感器数据，还可将信息反应至传感器，然后对丈量进程进行调度和操控。

　　可进行信息存储和回忆，能存储传感器的特征数据、组态信息和抵偿特性等。

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