溫度/壓力/液位等變送器的選用

　　各類變送器的選用

　　傳感器和變送器在儀器、儀表和工業自動化范疇中起著無足輕重的作用。與傳感器不同，

　　變送器除了能將非電量轉換成可丈量的電量外，普通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性，以供運用者選用。

　　一、一體化溫度變送器

　　一體化溫度變送器普通由測溫探頭（熱電偶或熱電阻傳感器）和兩線制固體電子單元組

　　成。采用固體模塊方式將測溫探頭直接裝置在接線盒內，從而構成一體化的變送器。一體化

　　溫度變送器普通分為熱電阻和熱電偶型兩品種型。

　　熱電阻溫度變送器是由基準單元、R/V轉換單元、線性電路、反接維護、限流維護、

　　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

　　系停止補償，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。

　　熱電偶溫度變送器普通由基準源、冷端補償、放大單元、線性化處置、V/I轉換、斷偶

　　處置、反接維護、限流維護等電路單元組成。它是將熱電偶產生的熱電勢經冷端補償放大后，

　　再帽由線性電路消弭熱電勢與溫度的非線性誤差，然后放大轉換為4～20mA電流輸出信號。

　　為避免熱電偶丈量中由于電偶斷絲而使控溫失效形成事故，變送器中還設有斷電維護電路。

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

　　一體化溫度變送用具有構造簡單、儉省引線、輸出信號大、抗干擾才能強、線性好、顯

　　示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接維護和限流維護、工作牢靠等優點。

　　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

　　運用。也可用戶請求做成防爆型或防火型丈量儀表。

　　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、顯現表頭、表殼和過程

　　銜接件等組成。它能將接納的氣體、液體等壓力信號轉變成規范的電流電壓信號，以供應指

　　示報警儀、記載儀、調理器等二次儀表停止丈量、指示和過程調理。

　　壓力變送器的丈量原理圖如圖3所示。其丈量原理是：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。

　　由于硅資料的強性***，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能夠相互抵消溫度漂移的差

　　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，然后產生與輸入壓力成線性對應關系的規范電流電壓信號。壓力變送器依據測壓范圍可分紅普通壓力變送器（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、丈量導管、信號單元、電子單元、接線盒及裝置件組成。

　　普通磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿丈量導管上下挪動。導管內裝有測

　　量元件，它能夠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或其它規范信號輸出。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應電路和內維護電路，可使輸出較大電流不超越28mA，

　　因此可以牢靠地維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，它是依據阿基米德浮力原理設計的。浮筒式

　　液位變送器是應用微小的金屬膜應變傳感技術來丈量液體的液位、界位或密度的。它在工作

　　時能夠經過現場按鍵來停止常規的設定操作。

　　3、靜壓式液位變送器

　　該變送器應用液體靜壓力的丈量原理工作。它普通選用硅壓力測壓傳感器將丈量到的壓

　　力轉換成電信號，再經放大電路放大和補償電路補償，然后以4～20mA或0～10mA電流方

　　式輸出。

　　四、電容式物位變送器

　　電容式物位變送器適用于工業企業在消費過程中停止丈量和控制消費過程，主要用作類

　　導電與非導電介質的液體液位或粉粒狀固體料位的遠間隔連續丈量和指示。

　　電容式液位變送器由電容式傳感器與電子模塊電路組成，它以兩線制4～20mA恒定電

　　流輸出為基型，經過轉換，能夠用三線或四線方式輸出，輸出信號構成為1～5V、0～5V、

　　0～10mA等規范信號。電容傳感器由絕緣電極和裝有丈量介質的圓柱形金屬容器組成。當

　　料位上升時，因非導電物料的介電常數明顯小于空氣的介電常數，所以電容量隨著物料高度

　　的變化而變化。變送器的模塊電路由基準源、脈寬調制、轉換、恒放逐大、反應和限流等單

　　元組成。采用脈寬調特原理停止丈量的優點是頻率較低，對四周元射頻干擾、穩定性好、線

　　性好、無明顯溫度漂移等。

　　五、超聲波變送器

　　超聲波變送器分為普通超聲波變送器（無表頭）和一體化超聲波變送器兩類，一體化超

　　聲波變送器較為常用。

　　一體化超聲波變卦新器由表頭（如LCD顯現器）和探頭兩局部組成，這種直接輸出4～

　　20mA信號的變送器是將小型化的敏感元件（探頭）和電子電路組裝在一同，從而使體積更

　　小、重量更輕、價錢更廉價。超聲波變送器可用于液位。物位的丈量和開渠、明渠等流量測

　　量，并可用于丈量間隔。

　　六、銻電極酸度變送器

　　銻電極酸度變送器是集PH檢測、自動清洗、電信號轉換為一體的工業在線剖析儀表，

　　它是由銻電極與參考電極組成的PH值丈量系統。在被測酸性溶液中，由于銻電極外表會生

　　成三氧化二銻氧化層，這樣在金屬銻面與三氧化二銻之間會構成電位差。該電位差的大小取

　　決于三所氧化二銻的濃度，該濃度與被測酸性溶液中氫離子的適度相對應。假如把銻、三氧

　　化二銻和水溶液的適度都當作1，其電極電位就可用能斯特公式計算出來。

　　銻電極酸度變送器中的固體模塊電路由兩大局部組成。為了現場作用的平安起見，電源

　　局部采用交流24V為二次儀表供電。這一電源除為清洗電機提供驅動電源外，還應經過電

　　流轉換單元轉換成相應的直流電壓，以供變送電路運用。第二局部是丈量變送器電路，它把

　　來自傳感器的基準信號和PH酸度信號經放大后送給斜率調整和定位調整電路，以使信號內

　　阻降低并可調理。將放大后的PH信號與溫度被償信號停止迭加后再差進轉換電路，然后

　　輸出與PH值相對應的4～20mA恒流電流信號給二次儀表以完成顯現并控制PH值。

　　七、酸、堿、鹽濃度變送器

　　酸、堿、鹽濃度變送器經過丈量溶液電導值來肯定濃度。它能夠在線連續檢測工業過程

　　中酸、堿、鹽在水溶液中的濃度含量。這種變送器主要應用于鍋爐給水處置、化工溶液的配

　　制以及環保等工業消費過程。

　　酸、堿、鹽濃度變送器的工作原理是：在一定的范圍內，酸堿溶液的濃度與其電導率的

　　大小成比例。因此，只需測出溶液電導率的大小變可得知酸堿濃度的上下。當被測溶液流入

　　專用電導池時，假如疏忽電極極化和散布電容，則能夠等效為一個純電阻。在有恒壓交變電

　　流流過時，其輸出電流與電導率成線性關系，而電導率又與溶液中酸、堿濃度成比例關系。

　　因而只需測出溶液電流，便可算出酸、堿、鹽的濃度。

　　酸、堿、鹽濃度變送器主要由電導池、電子模塊、顯現表頭和殼體組成。電子模塊電路

　　則由鼓勵電源、電導池、電導放大器、相敏整流器、解調器、溫度補償、過載維護和電流轉

　　換等單元組成。

　　八、電導變送器

　　它是經過丈量溶液的電導值來間接丈量離子濃度的流程儀表（一體化變送器），可在線

　　連續檢測工業過程中水溶液的電導率。

　　由于電解質溶液與金屬導體一樣的電的良導體，因而電流流過電解質溶液時必有電阻作

　　用，且契合歐姆定律。但液體的電阻溫度特性與金屬導體相反，具有負向溫度特性。為區別

　　于金屬導體，電解質溶液的導電才能用電導（電阻的倒數）或電導率（電阻率的倒數）來表

　　示。當兩個相互絕緣的電極組成電導池時，若在其中間放置待測溶液，并通以恒壓交變電流，

　　就構成了電流回路。假如將電壓大小和電極尺寸固定，則回路電流與電導率就存在一定的函

　　數關系。這樣，測了待測溶液中流過的電流，就能測出待測溶液的電導率。

　　電導變送器的構造和電路與酸、堿、鹽濃度變送器相同。

　　九、智能變送器

　　智能式變送器是由傳感器和微處置器（微機）相構造而成的。它充沛應用了微處置器的

　　運算和存儲才能，可對傳感器的數據停止處置，包括對丈量信號的調理（如濾波、放大、

　　A/D轉換等）、數據顯現、自動校正和自動補償等。

　　微處置器是智能式變送器的中心。它不但能夠對丈量數據停止計算、存儲和數據處置，

　　還能夠經過反應回路對傳感器停止調理，以使采集數據到達較佳。由于微處置用具有各種軟

　　件和硬件功用，因此它能夠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，并在很大程主上進步了傳感器的性能。另外，智能式變送器還具有以下特性：

　　1、具有自動補償才能，可經過軟件對傳感器的非線性、溫漂、時漂等停止自動補償。

　　2、可自診斷，通電后可對傳感器停止自檢，以檢查傳感器各局部能否正常，并作出判別。

　　3、數據處置便當精確，可依據內部程序自動處置數據，如停止統計處置、去除異常數值

　　等。

　　4、具有雙向通訊功用。微處置器不但能夠接納和處置傳感器數據，還可將信息反應至傳

　　感器，從而對丈量過程停止調理和控制。

　　5、可停止信息存儲和記憶，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用，可將輸出的數字信號便當地和計算機或現場總線等銜接。

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