国产91免费_国产精品电影一区_日本s色大片在线观看_中文在线免费看视频

您現在的位置: 通信界 >> 測試儀表 >> 技術正文  
 
變送器的選用
[ 通信界 / 吳金宏 倪向陽 吳昊 / www.6611o.com / 2005/10/5 23:13:10 ]
 

  摘要:各種形式的傳感器和變送器是工業數據采集和工業過程控制系統不可缺少的電子元器件。了解各種變送器的工作機理和結構特性可為電子開發設計者提供更多的參考。 文中介紹了多種變送器的工作原理和結構特征,可供設計人員選用時參考。

  關鍵詞:變送器;傳感器;測量;數據采集

  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。

1 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。熱電阻溫度變送器的原理如圖1所示。

 

  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。測溫熱電阻信號經轉換放大后,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。當熱電偶斷絲或接觸不良時,變送器會輸出最大值(28mA)以使儀表切斷電源。熱電偶溫度變送器的原理圖如圖2所示。

 

  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。也可按用戶要求做成防爆型或防火型測量儀表。

2 壓力變送器

  壓力變送器也稱差壓變送器,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圖如圖3所示。其測原理是: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。由于硅材料的彈性極佳,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~20MPa)和微差壓變送器(0~30kPa)兩類。

3 液位變送器

3.1 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。

3.2 浮筒式液位變送器

  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。 3.3 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。

4 電容式物位變送器

  電容式物位變送器適用于工業企業在生產過程中進行測量和控制生產過程,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距離連續測量和指示。

  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,可以用三線或四線方式輸出,輸出信號形式為1~5V、0~5V、0~10mA等標準信號。電容傳感器由絕緣電極和裝有測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、恒流放大、反饋和限流等單元組成。采用脈寬調制原理進行測量的優點是頻率較低、對周圍無射頻干擾、穩定性好、線性好、無明顯溫度漂移等。

5 超聲波變送器

  超聲波變送器分為一般超聲波變送器(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。

  一體化超聲波變送器由表頭(如LCD顯示器)和探頭兩部分組成,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起,從而使體積更小、重量更輕、價格更便宜。超聲波變送器可用于液位、物位的測量和開渠、明渠等的流量測量,并可用于測量距離。

6 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分析儀表,它是由銻電極與參考電極組成的PH值測量系統。在被測酸性溶液中,由于銻電極表面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形成電位差。該電位差的大小取決于三氧化二銻的濃度,該濃度與被測酸性溶液中氫離子的適度相對應。如果把銻、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部分組成。為了現場作用的安全起見,電源部分采用交流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,還應通過電源轉換單元轉換成相應的直流電壓,以供變送電路使用。第二部分是測量變送器電路,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節。將放大后的PH信號與溫度補償信號進行迭加后再送進轉換電路,最后輸出與PH值相對應的4~20mA恒流電流信號給二次儀表以完成顯示并控制PH值。

7 酸、堿、鹽濃度變送器   酸、堿、鹽濃度變送器通過測量溶液電導值來確定濃度。它可以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理、化工溶液的配制以及環保等工業生產過程。

  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。因而,只要測出溶液電導率的大小就可得知酸堿濃度的高低。當被測溶液流入專用電導池時,如果忽略電極極化和分布電容,則可以等效為一個純電阻。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。因此只要測出溶液電流,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、顯示表頭和殼體組成。電子模塊電路則由激勵電源、電導池、電導放大器、相敏整流器、解調器、溫度補償、過載保護和電流轉換等單元組成。

8 電導變送器

  它是通過測量溶液的電導值來間接測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是電的良導體,因此電流流過電解質溶液時必有電阻作用,且符合歐姆定律。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,電解質溶液的導電能力用電導(電阻的倒數)或電導率(電阻率的倒數)來表示。當兩個互相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,就形成了電流回路。如果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,測出待測溶液中流過的電流,就能測出待測溶液的電導率。   電導變送器的結構和電路與酸、堿、鹽濃度變送器相同。

9 智能變送器

  智能式變送器是由傳感器和微處理器(微機)相結合而成的。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,并在很大程度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:

  ●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。  ●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。  ●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。  ●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。  ●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。

 

作者:吳金宏 倪向陽 吳昊 合作媒體:北極星 編輯:顧北

 

 

 
 熱點技術
普通技術 “5G”,真的來了!牛在哪里?
普通技術 5G,是偽命題嗎?
普通技術 云視頻會議關鍵技術淺析
普通技術 運營商語音能力開放集中管理方案分析
普通技術 5G網絡商用需要“無憂”心
普通技術 面向5G應運而生的邊緣計算
普通技術 簡析5G時代四大關鍵趨勢
普通技術 國家網信辦就《數據安全管理辦法》公開征求意見
普通技術 《車聯網(智能網聯汽車)直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規定(
普通技術 中興通訊混合云解決方案,滿足5G多元業務需求
普通技術 大規模MIMO將帶來更多無線信道,但也使無線信道易受攻擊
普通技術 蜂窩車聯網的標準及關鍵技術及網絡架構的研究
普通技術 4G與5G融合組網及互操作技術研究
普通技術 5G中CU-DU架構、設備實現及應用探討
普通技術 無源光網絡承載5G前傳信號可行性的研究概述
普通技術 面向5G中傳和回傳網絡承載解決方案
普通技術 數據中心布線系統可靠性探討
普通技術 家庭互聯網終端價值研究
普通技術 鎏信科技CEO劉舟:從連接層構建IoT云生態,聚焦CMP是關鍵
普通技術 SCEF引入需求分析及部署應用
  版權與免責聲明: ① 凡本網注明“合作媒體:通信界”的所有作品,版權均屬于通信界,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:通信界”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。 ② 凡本網注明“合作媒體:XXX(非通信界)”的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。 ③ 如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的,請在一月內進行。1843
通信視界
華為余承東:Mate30總體銷量將會超過兩千萬部
趙隨意:媒體融合需積極求變
普通對話 苗圩:建設新一代信息基礎設施 加快制造業數字
普通對話 華為余承東:Mate30總體銷量將會超過兩千萬部
普通對話 趙隨意:媒體融合需積極求變
普通對話 韋樂平:5G給光纖、光模塊、WDM光器件帶來新機
普通對話 安筱鵬:工業互聯網——通向知識分工2.0之路
普通對話 庫克:蘋果不是壟斷者
普通對話 華為何剛:挑戰越大,成就越大
普通對話 華為董事長梁華:盡管遇到外部壓力,5G在商業
普通對話 網易董事局主席丁磊:中國正在引領全球消費趨
普通對話 李彥宏:無人乘用車時代即將到來 智能交通前景
普通對話 中國聯通研究院院長張云勇:雙輪驅動下,工業
普通對話 “段子手”楊元慶:人工智能金句頻出,他能否
普通對話 高通任命克里斯蒂安諾·阿蒙為公司總裁
普通對話 保利威視謝曉昉:深耕視頻技術 助力在線教育
普通對話 九州云副總裁李開:幫助客戶構建自己的云平臺
通信前瞻
楊元慶:中國制造高質量發展的未來是智能制造
對話亞信科技CTO歐陽曄博士:甘為橋梁,攜"電
普通對話 楊元慶:中國制造高質量發展的未來是智能制造
普通對話 對話亞信科技CTO歐陽曄博士:甘為橋梁,攜"電
普通對話 對話倪光南:“中國芯”突圍要發揮綜合優勢
普通對話 黃宇紅:5G給運營商帶來新價值
普通對話 雷軍:小米所有OLED屏幕手機均已支持息屏顯示
普通對話 馬云:我挑戰失敗心服口服,他們才是雙11背后
普通對話 2018年大數據產業發展試點示范項目名單出爐 2
普通對話 陳志剛:提速又降費,中國移動的兩面精彩
普通對話 專訪華為終端何剛:第三代nova已成為爭奪全球
普通對話 中國普天陶雄強:物聯網等新經濟是最大機遇
普通對話 人人車李健:今年發力金融 拓展汽車后市場
普通對話 華為萬飚:三代出貴族,PC產品已走在正確道路
普通對話 共享退潮單車入冬 智享單車卻走向盈利
普通對話 Achronix發布新品單元塊 推動eFPGA升級
普通對話 金柚網COO邱燕:天吳系統2.0真正形成了社保管