各類變送器的使用
日期：2017-12-11 來源：儀表網站 操作：返回列表
傳感器和變送器在儀器、儀表和工(gōng)業自動化領域中(zhōng)起着舉足輕重的作用。與傳感器不同，變送器除了能将非電(diàn)量轉換成可測量的電(diàn)量外(wài)，一(yī)般還具有一(yī)定的放(fàng)大(dà)作用。本文簡單地介紹了各類變送器的特點，以供使用者選用。
一(yī)、一(yī)體(tǐ)化溫度變送器
一(yī)體(tǐ)化溫度變送器一(yī)般由測溫探頭（熱電(diàn)偶或熱電(diàn)阻傳感器）和兩線制固體(tǐ)電(diàn)子單元組成。采用固體(tǐ)模塊形式将測溫探頭直接安裝在接線盒内，從而形成一(yī)體(tǐ)化的變送器。一(yī)體(tǐ)化溫度變送器一(yī)般分(fēn)爲熱電(diàn)阻和熱電(diàn)偶型兩種類型。
熱電(diàn)阻溫度變送器是由基準單元、轉換單元、線性電(diàn)路、反接保護、限流保護、轉換單元等組成。測溫熱電(diàn)阻信号轉換放(fàng)大(dà)後，再由線性電(diàn)路對溫度與電(diàn)阻的非線性關系進行補償，經轉換電(diàn)路後輸出一(yī)個與被測溫度成線性關系的4～20mA的恒流信号。
熱電(diàn)偶溫度變送器一(yī)般由基準源、冷端補償、放(fàng)大(dà)單元、線性化處理、轉換、斷偶處理、反接保護、限流保護等電(diàn)路單元組成。它是将熱電(diàn)偶産生(shēng)的熱電(diàn)勢經冷端補償放(fàng)大(dà)後，再帽由線性電(diàn)路消除熱電(diàn)勢與溫度的非線性誤差，最後放(fàng)大(dà)轉換爲4～20mA電(diàn)流輸出信号。爲防止熱電(diàn)偶測量中(zhōng)由于電(diàn)偶斷絲而使控溫失效造成事故，變送器中(zhōng)還設有斷電(diàn)保護電(diàn)路。當熱電(diàn)偶斷絲或接解不良時，變送器會輸出最大(dà)值（28mA）以使儀表切斷電(diàn)源。
一(yī)體(tǐ)化溫度變送器具有結構簡單、節省引線、輸出信号大(dà)、抗幹擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體(tǐ)模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工(gōng)作可靠等優點。
一(yī)體(tǐ)化溫度變送器的輸出爲統一(yī)的4～20mA信号；可與微機系統或其它常規儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火(huǒ)型測量儀表。
二、壓力變送器
壓力變送器也稱差變送器，主要由測壓元件傳感器、模塊電(diàn)路、顯示表頭、表殼和過程連接件等組成。它能将接收的氣體(tǐ)、液體(tǐ)等壓力信号轉變成标準的電(diàn)流電(diàn)壓信号，以供給指示報警儀、記錄儀、調節器等二次儀表進行測量、指示和過程調節。
壓力變送器的測量原理是：流程壓力和參考壓力分(fēn)别作用于集成矽壓力敏感元件的兩端，其差壓使矽片變形（位移很小(xiǎo)，僅μm級），以使矽片上用半導體(tǐ)技術制成的全動态惠斯登電(diàn)橋在外(wài)部電(diàn)流源驅動下(xià)輸出正比于壓力的mV級電(diàn)壓信号。由于矽材料的強性極佳，所以輸出信号的線性度及變差指标均很高。工(gōng)作時，壓力變送器将被測物(wù)理量轉換成mV級的電(diàn)壓信号，并送往放(fàng)大(dà)倍數很高而又(yòu)可以互相抵消溫度漂移的差動式放(fàng)大(dà)器。放(fàng)大(dà)後的信号經電(diàn)壓電(diàn)流轉換變換成相應的電(diàn)流信号，再經過非線性校正，最後産生(shēng)與輸入壓力成線性對應關系的标準電(diàn)流電(diàn)壓信号。
壓力變送器根據測壓範圍可分(fēn)成一(yī)般壓力變送器（0.001MPa～20MPa）和微差壓變送器（0～30kPa）兩種。
三、液位變送器
1、浮球式液位變送器
浮球式液位變送器由磁性浮球、測量導管、信号單元、電(diàn)子單元、接線盒及安裝件組成。
一(yī)般磁性浮球的比重小(xiǎo)于0.5，可漂于液面之上并沿測量導管上下(xià)移動。導管内裝有測量元件，它可以在外(wài)磁作用下(xià)将被測液位信号轉換成正比于液位變化的電(diàn)阻信号，并将電(diàn)子單元轉換成4～20mA或其它标準信号輸出。該變送器爲模塊電(diàn)路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優點，電(diàn)路内部含有恒流反饋電(diàn)路和内保護電(diàn)路，可使輸出最大(dà)電(diàn)流不超過28mA，因而能夠可靠地保護電(diàn)源并使二次儀表不被損壞。
2、浮簡式液位變送器
浮筒式液位變送器是将磁性浮球改爲浮筒，它是根據阿基米德浮力原理設計的。浮筒式液位變送器是利用微小(xiǎo)的金屬膜應變傳感技術來測量液體(tǐ)的液位、界位或密度的。它在工(gōng)作時可以通過現場按鍵來進行常規的設定操作。
3、靜壓或液位變送器
該變送器利用液體(tǐ)靜壓力的測量原理工(gōng)作。它一(yī)般選用矽壓力測壓傳感器将測量到的壓力轉換成電(diàn)信号，再經放(fàng)大(dà)電(diàn)路放(fàng)大(dà)和補償電(diàn)路補償，最後以4～20mA或0～10mA電(diàn)流方式輸出。
四、超聲波變送器
超聲波變送器分(fēn)爲一(yī)般超聲波變送器（無表頭）和一(yī)體(tǐ)化超聲波變送器兩類，一(yī)體(tǐ)化超聲波變送器較爲常用。
一(yī)體(tǐ)化超聲波變更新器由表頭（如LCD顯示器）和探頭兩部分(fēn)組成，這種直接輸出4～20mA信号的變送器是将小(xiǎo)型化的敏感元件（探頭）和電(diàn)子電(diàn)路組裝在一(yī)起，從而使體(tǐ)積更小(xiǎo)、重量更輕、價格更便宜。超聲波變送器可用于液位。物(wù)位的測量和開(kāi)渠、明渠等流量測量，并可用于測量距離(lí)。
五、智能變送器
智能式變送器是由傳感器和微處理器（微機）相結構而成的。它充分(fēn)利用了微處理器的運算和存儲能力，可對傳感器的數據進行處理，包括對測量信号的調理（如濾波、放(fàng)大(dà)、A/D轉換等）、數據顯示、自動校正和自動補償等。
微處理器是智能式變送器的核心。它不但可以對測量數據進行計算、存儲和數據處理，還可以通過反饋回路對傳感器進行調節，以使采集數據達到最佳。由于微處理器具有各種軟件和硬件功能，因而它可以完成傳統變送器難以完成的任務。所以智能式變送器降低了傳感器的制造難度，并在很大(dà)程主上提高了傳感器的性能。另外(wài)，智能式變送器還具有以下(xià)特點：
具有自動補償能力，可通過軟件對傳感器的非線性、溫漂、時漂等進行自動補償。
可自診斷，通電(diàn)後可對傳感器進行自檢，以檢查傳感器各部分(fēn)是否正常，并作出判斷。
數據處理方便準确，可根據内部程序自動處理數據，如進行統計處理、去(qù)除異常數值等。
具有雙向通信功能。微處理器不但可以接收和處理傳感器數據，還可将信息反饋至傳感器，從而對測量過程進行調節和控制。
可進行信息存儲和記憶，能存儲傳感器的特征數據、組态信息和補償特性等。
具有數字量接口輸出功能，可将輸出的數字信号方便地和計算機或現場總線等連接。
一(yī)、一(yī)體(tǐ)化溫度變送器
一(yī)體(tǐ)化溫度變送器一(yī)般由測溫探頭（熱電(diàn)偶或熱電(diàn)阻傳感器）和兩線制固體(tǐ)電(diàn)子單元組成。采用固體(tǐ)模塊形式将測溫探頭直接安裝在接線盒内，從而形成一(yī)體(tǐ)化的變送器。一(yī)體(tǐ)化溫度變送器一(yī)般分(fēn)爲熱電(diàn)阻和熱電(diàn)偶型兩種類型。
熱電(diàn)阻溫度變送器是由基準單元、轉換單元、線性電(diàn)路、反接保護、限流保護、轉換單元等組成。測溫熱電(diàn)阻信号轉換放(fàng)大(dà)後，再由線性電(diàn)路對溫度與電(diàn)阻的非線性關系進行補償，經轉換電(diàn)路後輸出一(yī)個與被測溫度成線性關系的4～20mA的恒流信号。
熱電(diàn)偶溫度變送器一(yī)般由基準源、冷端補償、放(fàng)大(dà)單元、線性化處理、轉換、斷偶處理、反接保護、限流保護等電(diàn)路單元組成。它是将熱電(diàn)偶産生(shēng)的熱電(diàn)勢經冷端補償放(fàng)大(dà)後，再帽由線性電(diàn)路消除熱電(diàn)勢與溫度的非線性誤差，最後放(fàng)大(dà)轉換爲4～20mA電(diàn)流輸出信号。爲防止熱電(diàn)偶測量中(zhōng)由于電(diàn)偶斷絲而使控溫失效造成事故，變送器中(zhōng)還設有斷電(diàn)保護電(diàn)路。當熱電(diàn)偶斷絲或接解不良時，變送器會輸出最大(dà)值（28mA）以使儀表切斷電(diàn)源。
一(yī)體(tǐ)化溫度變送器具有結構簡單、節省引線、輸出信号大(dà)、抗幹擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體(tǐ)模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工(gōng)作可靠等優點。
一(yī)體(tǐ)化溫度變送器的輸出爲統一(yī)的4～20mA信号；可與微機系統或其它常規儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火(huǒ)型測量儀表。
二、壓力變送器
壓力變送器也稱差變送器，主要由測壓元件傳感器、模塊電(diàn)路、顯示表頭、表殼和過程連接件等組成。它能将接收的氣體(tǐ)、液體(tǐ)等壓力信号轉變成标準的電(diàn)流電(diàn)壓信号，以供給指示報警儀、記錄儀、調節器等二次儀表進行測量、指示和過程調節。
壓力變送器的測量原理是：流程壓力和參考壓力分(fēn)别作用于集成矽壓力敏感元件的兩端，其差壓使矽片變形（位移很小(xiǎo)，僅μm級），以使矽片上用半導體(tǐ)技術制成的全動态惠斯登電(diàn)橋在外(wài)部電(diàn)流源驅動下(xià)輸出正比于壓力的mV級電(diàn)壓信号。由于矽材料的強性極佳，所以輸出信号的線性度及變差指标均很高。工(gōng)作時，壓力變送器将被測物(wù)理量轉換成mV級的電(diàn)壓信号，并送往放(fàng)大(dà)倍數很高而又(yòu)可以互相抵消溫度漂移的差動式放(fàng)大(dà)器。放(fàng)大(dà)後的信号經電(diàn)壓電(diàn)流轉換變換成相應的電(diàn)流信号，再經過非線性校正，最後産生(shēng)與輸入壓力成線性對應關系的标準電(diàn)流電(diàn)壓信号。
壓力變送器根據測壓範圍可分(fēn)成一(yī)般壓力變送器（0.001MPa～20MPa）和微差壓變送器（0～30kPa）兩種。
三、液位變送器
1、浮球式液位變送器
浮球式液位變送器由磁性浮球、測量導管、信号單元、電(diàn)子單元、接線盒及安裝件組成。
一(yī)般磁性浮球的比重小(xiǎo)于0.5，可漂于液面之上并沿測量導管上下(xià)移動。導管内裝有測量元件，它可以在外(wài)磁作用下(xià)将被測液位信号轉換成正比于液位變化的電(diàn)阻信号，并将電(diàn)子單元轉換成4～20mA或其它标準信号輸出。該變送器爲模塊電(diàn)路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優點，電(diàn)路内部含有恒流反饋電(diàn)路和内保護電(diàn)路，可使輸出最大(dà)電(diàn)流不超過28mA，因而能夠可靠地保護電(diàn)源并使二次儀表不被損壞。
2、浮簡式液位變送器
浮筒式液位變送器是将磁性浮球改爲浮筒，它是根據阿基米德浮力原理設計的。浮筒式液位變送器是利用微小(xiǎo)的金屬膜應變傳感技術來測量液體(tǐ)的液位、界位或密度的。它在工(gōng)作時可以通過現場按鍵來進行常規的設定操作。
3、靜壓或液位變送器
該變送器利用液體(tǐ)靜壓力的測量原理工(gōng)作。它一(yī)般選用矽壓力測壓傳感器将測量到的壓力轉換成電(diàn)信号，再經放(fàng)大(dà)電(diàn)路放(fàng)大(dà)和補償電(diàn)路補償，最後以4～20mA或0～10mA電(diàn)流方式輸出。
四、超聲波變送器
超聲波變送器分(fēn)爲一(yī)般超聲波變送器（無表頭）和一(yī)體(tǐ)化超聲波變送器兩類，一(yī)體(tǐ)化超聲波變送器較爲常用。
一(yī)體(tǐ)化超聲波變更新器由表頭（如LCD顯示器）和探頭兩部分(fēn)組成，這種直接輸出4～20mA信号的變送器是将小(xiǎo)型化的敏感元件（探頭）和電(diàn)子電(diàn)路組裝在一(yī)起，從而使體(tǐ)積更小(xiǎo)、重量更輕、價格更便宜。超聲波變送器可用于液位。物(wù)位的測量和開(kāi)渠、明渠等流量測量，并可用于測量距離(lí)。
五、智能變送器
智能式變送器是由傳感器和微處理器（微機）相結構而成的。它充分(fēn)利用了微處理器的運算和存儲能力，可對傳感器的數據進行處理，包括對測量信号的調理（如濾波、放(fàng)大(dà)、A/D轉換等）、數據顯示、自動校正和自動補償等。
微處理器是智能式變送器的核心。它不但可以對測量數據進行計算、存儲和數據處理，還可以通過反饋回路對傳感器進行調節，以使采集數據達到最佳。由于微處理器具有各種軟件和硬件功能，因而它可以完成傳統變送器難以完成的任務。所以智能式變送器降低了傳感器的制造難度，并在很大(dà)程主上提高了傳感器的性能。另外(wài)，智能式變送器還具有以下(xià)特點：
具有自動補償能力，可通過軟件對傳感器的非線性、溫漂、時漂等進行自動補償。
可自診斷，通電(diàn)後可對傳感器進行自檢，以檢查傳感器各部分(fēn)是否正常，并作出判斷。
數據處理方便準确，可根據内部程序自動處理數據，如進行統計處理、去(qù)除異常數值等。
具有雙向通信功能。微處理器不但可以接收和處理傳感器數據，還可将信息反饋至傳感器，從而對測量過程進行調節和控制。
可進行信息存儲和記憶，能存儲傳感器的特征數據、組态信息和補償特性等。
具有數字量接口輸出功能，可将輸出的數字信号方便地和計算機或現場總線等連接。
