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      【技術總結】常用變送器特點

      發布時間:2014-11-17瀏覽次數:9512 次

      傳感器和變送器在儀器、儀表和工業自動化領域中起著舉足輕重的作用。與傳感器不同,變送器除了能將非電量轉換成可測量的電量外,一般還具有一定的放大作用。本文簡單地介紹了各類變送器的特點,以供使用者選用。   

      一、一體化溫度變送器

                         

      一體化溫度變送器一般由測溫探頭(熱電偶或熱電阻傳感器)和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內,從而形成一體化的變送器。一體化溫度變送器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。

      熱電阻溫度變送器是由基準單元、R/V 轉換單元、線性電路、反接保護、限流保護、V/I轉換單元等組成。測溫熱電阻信號轉換放大后,再由線性電路對溫度與電阻的非線性關系進行補償,經 V/I轉換電路后輸出一個與被測溫度成線性關系的 4~20mA的恒流信號。

      熱電偶溫度變送器一般由基準源、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉換、斷偶處理、反接保護、限流保護等電路單元組成。它是將熱電偶產生的熱電勢經冷端補償放大后,再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差,最后放大轉換為 4~20mA電流輸出信號。

      為防止熱電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故,變送器中還設有斷電保護電路。

      當熱電偶斷絲或接解不良時,變送器會輸出最大值(28mA)以使儀表切斷電源。

      一體化溫度變送器具有結構簡單、節省引線、輸出信號大、抗干擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工作可靠等優點。

      一體化溫度變送器的輸出為統一的 4~20mA 信號;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、模塊電路、顯示表頭、表殼和過程連接件等組成。它能將接收的氣體、液體等壓力信號轉變成標準的電流電壓信號,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別作用于集成硅壓力敏感元件的兩端,其差壓使硅片變形(位移很小,僅μm 級),以使硅片上用半導體技術制成的全動態惠斯登電橋在外部電流源驅動下輸出正比于壓力的 mV級電壓信號。

      由于硅材料的強性極佳,所以輸出信號的線性度及變差指標均很高。工作時,壓力變送器將被測物理量轉換成 mV 級的電壓信號,并送往放大倍數很高而又可以互相抵消溫度漂移的差動式放大器。放大后的信號經電壓電流轉換變換成相應的電流信號,再經過非線性校正,最后產生與輸入壓力成線性對應關系的標準電流電壓信號。

      壓力變送器根據測壓范圍可分成一般壓力變送器(0.001MPa~20MP3)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、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。

      一般磁性浮球的比重小于 0.5,可漂于液面之上并沿測量導管上下移動。導管內裝有測量元件,它可以在外磁作用下將被測液位信號轉換成正比于液位變化的電阻信號,并將電子單元轉換成 4~20mA或其它標準信號輸出。該變送器為模塊電路,具有耐酸、防潮、防震、

      防腐蝕等優點,電路內部含有恒流反饋電路和內保護電路,可使輸出最大電流不超過 28mA,因而能夠可靠地保護電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將磁性浮球改為浮筒,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的金屬膜應變傳感技術來測量液體的液位、界位或密度的。它在工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

      該變送器利用液體靜壓力的測量原理工作。它一般選用硅壓力測壓傳感器將測量到的壓力轉換成電信號,再經放大電路放大和補償電路補償,最后以 4~20mA 或 0~10mA 電流方式輸出。

                       

      四、無線變送器

                       

      無線變送器也就是無線信號傳輸器DTD110F,可以采集工業現場的變送器輸出的標準4~20mA電流信號并通過無線方式傳送,遠端同時輸出4~20mA電流信號。無線可靠傳輸距離可達3公里以上。解決了有線方案施工繁瑣、設備后期維護成本高的難題。

      無線變送器

      DTD110F由一個無線發射模塊和一個無線接收模塊組成,發射端采集工業現場的變送器輸出的標準4~20mA電流信號并通過無線方式傳送,遠端輸出2線制或3線制4~20mA電流信號,可以接入顯示儀表、PLC或DCS等設備。無線可靠傳輸距離可達3公里。既可以實現點對點通信,也適合于點對多點而且分散不便于挖溝布線等應用場合,不需要編寫程序,不需要布線,一般電工就可以調試使用。
      無線信號傳輸器是什么?要深入了解可以閱讀原文

                       

      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,包括對測量信號的調理(如濾波、放大、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,并在很大程主上提高了傳感器的性能。另外,智能式變送器還具有以下特點:

      1、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。

      2、可自診斷,通電后可對傳感器進行自檢,以檢查傳感器各部分是否正常,并作出判斷。

      3、數據處理方便準確,可根據內部程序自動處理數據,如進行統計處理、去除異常數值等。

      4、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,還可將信息反饋至傳感器,從而對測量過程進行調節和控制。

      5、可進行信息存儲和記憶,能存儲傳感器的特征數據、組態信息和補償特性等。

      6、具有數字量接口輸出功能,可將輸出的數字信號方便地和計算機或現場總線等連接。

         

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      傳感器和變送器在儀器、儀表和工業自動化領域中起著舉足輕重的作用。與傳感器不同,變送器除了能將非電量轉換成可測量的電量外,一般還具有一定的放大作用。本文簡單地介紹了各類變送器的特點,以供使用者選用。   

      一、一體化溫度變送器

                         

      一體化溫度變送器一般由測溫探頭(熱電偶或熱電阻傳感器)和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內,從而形成一體化的變送器。一體化溫度變送器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。

      熱電阻溫度變送器是由基準單元、R/V 轉換單元、線性電路、反接保護、限流保護、V/I轉換單元等組成。測溫熱電阻信號轉換放大后,再由線性電路對溫度與電阻的非線性關系進行補償,經 V/I轉換電路后輸出一個與被測溫度成線性關系的 4~20mA的恒流信號。

      熱電偶溫度變送器一般由基準源、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉換、斷偶處理、反接保護、限流保護等電路單元組成。它是將熱電偶產生的熱電勢經冷端補償放大后,再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差,最后放大轉換為 4~20mA電流輸出信號。

      為防止熱電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故,變送器中還設有斷電保護電路。

      當熱電偶斷絲或接解不良時,變送器會輸出最大值(28mA)以使儀表切斷電源。

      一體化溫度變送器具有結構簡單、節省引線、輸出信號大、抗干擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工作可靠等優點。

      一體化溫度變送器的輸出為統一的 4~20mA 信號;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、模塊電路、顯示表頭、表殼和過程連接件等組成。它能將接收的氣體、液體等壓力信號轉變成標準的電流電壓信號,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別作用于集成硅壓力敏感元件的兩端,其差壓使硅片變形(位移很小,僅μm 級),以使硅片上用半導體技術制成的全動態惠斯登電橋在外部電流源驅動下輸出正比于壓力的 mV級電壓信號。

      由于硅材料的強性極佳,所以輸出信號的線性度及變差指標均很高。工作時,壓力變送器將被測物理量轉換成 mV 級的電壓信號,并送往放大倍數很高而又可以互相抵消溫度漂移的差動式放大器。放大后的信號經電壓電流轉換變換成相應的電流信號,再經過非線性校正,最后產生與輸入壓力成線性對應關系的標準電流電壓信號。

      壓力變送器根據測壓范圍可分成一般壓力變送器(0.001MPa~20MP3)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、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。

      一般磁性浮球的比重小于 0.5,可漂于液面之上并沿測量導管上下移動。導管內裝有測量元件,它可以在外磁作用下將被測液位信號轉換成正比于液位變化的電阻信號,并將電子單元轉換成 4~20mA或其它標準信號輸出。該變送器為模塊電路,具有耐酸、防潮、防震、

      防腐蝕等優點,電路內部含有恒流反饋電路和內保護電路,可使輸出最大電流不超過 28mA,因而能夠可靠地保護電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將磁性浮球改為浮筒,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的金屬膜應變傳感技術來測量液體的液位、界位或密度的。它在工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

      該變送器利用液體靜壓力的測量原理工作。它一般選用硅壓力測壓傳感器將測量到的壓力轉換成電信號,再經放大電路放大和補償電路補償,最后以 4~20mA 或 0~10mA 電流方式輸出。

                       

      四、無線變送器

                       

      無線變送器也就是無線信號傳輸器DTD110F,可以采集工業現場的變送器輸出的標準4~20mA電流信號并通過無線方式傳送,遠端同時輸出4~20mA電流信號。無線可靠傳輸距離可達3公里以上。解決了有線方案施工繁瑣、設備后期維護成本高的難題。

      無線變送器

      DTD110F由一個無線發射模塊和一個無線接收模塊組成,發射端采集工業現場的變送器輸出的標準4~20mA電流信號并通過無線方式傳送,遠端輸出2線制或3線制4~20mA電流信號,可以接入顯示儀表、PLC或DCS等設備。無線可靠傳輸距離可達3公里。既可以實現點對點通信,也適合于點對多點而且分散不便于挖溝布線等應用場合,不需要編寫程序,不需要布線,一般電工就可以調試使用。
      無線信號傳輸器是什么?要深入了解可以閱讀原文

                       

      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,包括對測量信號的調理(如濾波、放大、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,并在很大程主上提高了傳感器的性能。另外,智能式變送器還具有以下特點:

      1、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。

      2、可自診斷,通電后可對傳感器進行自檢,以檢查傳感器各部分是否正常,并作出判斷。

      3、數據處理方便準確,可根據內部程序自動處理數據,如進行統計處理、去除異常數值等。

      4、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,還可將信息反饋至傳感器,從而對測量過程進行調節和控制。

      5、可進行信息存儲和記憶,能存儲傳感器的特征數據、組態信息和補償特性等。

      6、具有數字量接口輸出功能,可將輸出的數字信號方便地和計算機或現場總線等連接。

         

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