傳感器和變送器在儀器、儀表和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。 與傳感器不同，振蕩器不僅將非電量轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的電量，而且通常具有一定的放大作用。 本文簡(jiǎn)要介紹了各種寄存器的特點(diǎn)，供用戶選擇。

一、一體化的溫度變送器

一體化的溫度變送器一般由測(cè)溫探頭(熱電偶或測(cè)溫電阻體傳感器)和雙線式固體電子單元構(gòu)成。 以固體模塊形式將測(cè)溫探針直接安裝在端子箱上，形成一體化的變送器。 一體化的溫度變送器一般分為熱阻和熱電偶類型。

測(cè)溫電阻溫度變送器由基準(zhǔn)單元、R/V轉(zhuǎn)換單元、線性電路、逆連接保護(hù)、限流保護(hù)、V/I轉(zhuǎn)換單元等構(gòu)成。 測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫測(cè)溫

熱電偶溫度變送器一般由基準(zhǔn)源、冷補(bǔ)償、放大單元、線性化處理、V/I轉(zhuǎn)換、斷續(xù)處理、逆連接保護(hù)、限流保護(hù)等電路單元構(gòu)成。 用冷端補(bǔ)償放大熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)后，蓋子用線性電路消除熱電勢(shì)和溫度的非線性誤差，zui放大后變換為4~20mA的電流輸出信號(hào)。 為了防止熱電偶測(cè)量過(guò)程中電氣斷線而使控制溫度發(fā)生故障，發(fā)射器還設(shè)置了斷路保護(hù)電路。 熱電偶斷線或連接不良時(shí)，從振蕩器輸出zui的較大值( 28mA )，計(jì)量器切斷電源。

集成溫度變送器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)約引線、輸出信號(hào)大、抗干擾、線性好、顯示器簡(jiǎn)單、固體模塊抗震防潮、逆接保護(hù)和限流保護(hù)、功能可靠等優(yōu)點(diǎn)。

一體化溫度變送器的輸出可與統(tǒng)一的4~20mA信號(hào)微機(jī)系統(tǒng)和其他常規(guī)儀表組合使用。 用戶也可以要求制作防爆型和防火型儀表。

二、壓力變送器

壓力變送器也稱差分變送器，主要由測(cè)力傳感器、模塊電路、顯示頭、鐘殼和工藝連接件等構(gòu)成。 可將接收到的氣體、液體等壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號(hào)，提供給指示報(bào)警器、記錄儀、調(diào)節(jié)儀等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過(guò)程調(diào)節(jié)。

壓力變送器的測(cè)量原理圖如圖3所示。 其測(cè)量原理是工藝壓力和基準(zhǔn)壓力分別作用于集成硅壓力探測(cè)元件的兩端，其壓差使硅晶片變形(位移小，只是&mu； m級(jí))在硅晶片上由半導(dǎo)體技術(shù)制作的全動(dòng)態(tài)惠斯登電橋通過(guò)外部電流源的驅(qū)動(dòng)輸出與壓力成比例的mV級(jí)的電壓信號(hào)。 由于硅材料的強(qiáng)度，輸出信號(hào)的線性和劣化指標(biāo)高。 工作時(shí)，壓力變送器將所測(cè)定的物理量變換為mV級(jí)的電壓信號(hào)，并發(fā)送到放大率高、能夠抵消溫度漂移的差動(dòng)放大器。 通過(guò)電壓電流將放大的信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)，進(jìn)行非線性校正，在zui后產(chǎn)生與輸入壓力和線性對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電流電壓信號(hào)。

壓力變送器根據(jù)負(fù)載范圍分為一般的壓力變送器(0.001MPa~20MP3)和微壓變送器(0~30kPa )兩種。

三、液位變送器

1 .浮動(dòng)式液位變送器

浮球式液位寄存器由磁浮球、測(cè)量導(dǎo)管、信號(hào)單元、電子單元、端子箱以及安裝件構(gòu)成。

通常的磁浮球的比重不足0.5，可以浮在液面上沿著測(cè)量導(dǎo)管上下移動(dòng)。 導(dǎo)管內(nèi)置有測(cè)量元件，可通過(guò)外部磁的作用將被測(cè)量液位信號(hào)轉(zhuǎn)換為與液位的變化成比例的電阻信號(hào)，將電子單元轉(zhuǎn)換為4~20mA或其他標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后輸出。 該振蕩器是模塊電路，具有耐酸、防潮、防振、防腐等優(yōu)點(diǎn)，電路內(nèi)部包括恒流反饋電路和內(nèi)部保護(hù)電路，輸出zui的大電流不超過(guò)28mA，確保電源受到保護(hù)，防止二次儀表受到損壞。

2、浮動(dòng)式液位寄存器

浮動(dòng)式液位變送器將磁浮變?yōu)楦?dòng)，根據(jù)阿基米德浮力原理設(shè)計(jì)。 浮動(dòng)式液位變送器利用微小的金屬膜應(yīng)變傳感器技術(shù)測(cè)量液體的液位、邊界位、密度。 工作中可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鍵進(jìn)行通常的設(shè)定操作。

3、靜壓或液位變送器

該變送器利用液體靜壓的測(cè)量原理工作。 測(cè)量的壓力通常由硅壓力傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由放大電路放大后由補(bǔ)償電路補(bǔ)償，zui以4~20mA或0~10mA的電流輸出。

四、電容式物質(zhì)變送器

電容式物料變送器適合工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中控制測(cè)量和生產(chǎn)過(guò)程，主要用于類似導(dǎo)電性和非導(dǎo)電性介質(zhì)的液體水平和粉粒體固體水平的遠(yuǎn)距離連續(xù)測(cè)量和指示。

電容式液位寄存器由電容式傳感器和電子模塊電路構(gòu)成，以雙線式的4~20mA的恒流輸出為基礎(chǔ)，變換為能夠以三線式或四線式輸出，輸出信號(hào)為1~5V、0~5V、0~10mA等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 靜電電容傳感器由放入絕緣電極和測(cè)量介質(zhì)的圓筒形金屬容器構(gòu)成。 材料上升時(shí)，非導(dǎo)電性材料的介電常數(shù)明顯小于空氣的介電常數(shù)，因此電容隨材料的高度而變化。 振蕩器模塊電路由基準(zhǔn)源、脈沖寬度調(diào)制、轉(zhuǎn)換、恒流放大器、反饋、限流等單元構(gòu)成。 采用脈沖寬度調(diào)制原理測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是頻率低、周圍元件的射頻干擾、穩(wěn)定性好、線性好、沒(méi)有明顯的溫度漂移等。

五、超聲波發(fā)射器

超聲波發(fā)射器分為一般的超聲波發(fā)射器(無(wú)報(bào)頭)和一體型超聲波發(fā)射器兩類，一體型超聲波發(fā)射器常用。

一體型的超聲波變換器由報(bào)頭( LCD顯示器等)和探頭這兩部分構(gòu)成，該直接輸出4~20mA信號(hào)的發(fā)射器通過(guò)將小型化的傳感器(探頭)與電子電路組合，從而變得更小型、輕量且廉價(jià)。 超聲波變送器可用于液位。 物位測(cè)量和明渠、明渠等流量測(cè)量可用于測(cè)量距離。

六、銻電極酸度變送器

銻電極酸度變送器是將PH測(cè)量、自動(dòng)清洗、電信號(hào)一體化的工業(yè)在線分析儀，是由銻電極和參比電極組成的PH測(cè)量系統(tǒng)。 在被測(cè)酸性溶液中，因?yàn)樵阡R電極表面生成三氧化銻氧化層，所以在金屬銻面和三氧化銻之間形成電位差。 該電位差的大小取決于三氧化銻的濃度，該濃度與被測(cè)酸性溶液中的氫離子的適度對(duì)應(yīng)。 銻、三氧化銻、水溶液的適度為1，其電極電位可以用能量星式計(jì)算。

銻電極酸度變送器中的固體模塊電路由兩大部分組成。 為了安全現(xiàn)場(chǎng)的作用，電源部分采用交流24V為二次儀表供電。 該電源除了向清洗馬達(dá)供給驅(qū)動(dòng)電源以外，還通過(guò)電流轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的直流電壓，在逆變器電路中使用。 第二部分為測(cè)量振蕩器電路，用于放大來(lái)自傳感器的參考信號(hào)和PH酸度信號(hào)，并將其發(fā)送到斜率調(diào)整和定位調(diào)整電路，從而降低和調(diào)整信號(hào)的內(nèi)阻。 補(bǔ)償放大的PH信號(hào)和溫度

疊加信號(hào)制作差動(dòng)轉(zhuǎn)換電路，zui將與PH值對(duì)應(yīng)的4~20mA的恒流信號(hào)輸出至二次計(jì)，完成顯示，控制PH值。

七、酸、堿、鹽濃度變送器

酸、堿、鹽濃度變送器通過(guò)測(cè)定溶液的電導(dǎo)率來(lái)決定濃度。 工業(yè)中酸、堿、鹽在水溶液中的濃度可以在線連續(xù)測(cè)定。 該變送器主要應(yīng)用于鍋爐給水處理、化工溶液制備及環(huán)保等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。

酸、堿、鹽濃度變送器的工作原理是，在一定范圍內(nèi)，酸堿溶液的濃度與其電導(dǎo)率的大小成比例。 因此，測(cè)量溶液的電導(dǎo)率的大小，就可以知道酸堿濃度的高低。 被測(cè)溶液流入專用電導(dǎo)池時(shí)，如果忽略電極極化和分布容量，則等價(jià)于純電阻。 恒壓交變電流流過(guò)時(shí)，其輸出電流與電導(dǎo)率呈線性關(guān)系，電導(dǎo)率與溶液中的酸、堿濃度呈比例關(guān)系。 因此，只需測(cè)量溶液電流，即可計(jì)算出酸、堿、鹽的濃度。

酸、堿、鹽濃度變送器主要由導(dǎo)電池、電子模塊、顯示頭和外殼組成。 電子模塊電路由激勵(lì)電源、電導(dǎo)池、電導(dǎo)放大器、相敏整流器、解調(diào)器、溫度補(bǔ)償、過(guò)載保護(hù)和電流轉(zhuǎn)換等單元構(gòu)成。

八、電導(dǎo)傳輸器

通過(guò)測(cè)量溶液的電導(dǎo)率來(lái)間接測(cè)量離子濃度的工藝計(jì)(一體型變送器)，可在線連續(xù)測(cè)量工業(yè)中水溶液的電導(dǎo)率。

由于電解質(zhì)溶液與金屬導(dǎo)體同為電良導(dǎo)體，因此電流流過(guò)電解質(zhì)溶液時(shí)具有電阻作用，遵循歐姆定律。 但是，液體的電阻溫度特性與金屬導(dǎo)體相反，具有負(fù)的溫度特性。 為了與金屬導(dǎo)體區(qū)別，電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力用電導(dǎo)率(電阻的倒數(shù))或電導(dǎo)率(電阻率的倒數(shù))表示。 相互絕緣的2個(gè)電極構(gòu)成電導(dǎo)池時(shí)，在其中放置測(cè)定溶液，以恒定電壓流過(guò)交流電流，形成電流電路。 固定電壓的大小和電極的大小，電路電流和電導(dǎo)率有一定的函數(shù)關(guān)系。 這樣，通過(guò)測(cè)量流經(jīng)被測(cè)溶液的電流，可以測(cè)量被測(cè)溶液的電導(dǎo)率。

電導(dǎo)傳輸器的結(jié)構(gòu)和電路與酸、堿、鹽濃度傳輸器相同。

九、智能變送器

智能變送器由傳感器和微處理器(微機(jī))的相位結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 微處理器的運(yùn)算和存儲(chǔ)能力足以用于處理傳感器數(shù)據(jù)，包括測(cè)量信號(hào)的調(diào)節(jié)(濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換等)、數(shù)據(jù)顯示、自動(dòng)校正、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)取?/p>

微處理器是智能變送器的核心。 不僅可以計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理測(cè)量數(shù)據(jù)，還可以通過(guò)反饋電路調(diào)節(jié)傳感器，使收集數(shù)據(jù)成為zui。 微處理器具有各種軟件和硬件功能，因此能夠完成傳統(tǒng)振蕩器無(wú)法完成的工作。 智能變送器降低了傳感器制造的難度，大大提高了傳感器的性能。 此外，智能傳輸器還具有以下特點(diǎn):

1 .一種能夠在軟件中自動(dòng)補(bǔ)償傳感器的非線性、溫度漂移、時(shí)間漂移等的自動(dòng)補(bǔ)償能力。 可自我診斷，通電后對(duì)傳感器進(jìn)行自檢，檢查傳感器的各部分是否正常，可以進(jìn)行判斷。 數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，可根據(jù)內(nèi)部程序自動(dòng)處理數(shù)據(jù)。 例如，可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理或去除異常數(shù)值。

2 .具有雙向通信功能。 微處理器不僅可以接收和處理傳感器數(shù)據(jù)，還可以將信息反饋到傳感器以協(xié)調(diào)和控制測(cè)量過(guò)程。 可以存儲(chǔ)信息，可以存儲(chǔ)傳感器的特征數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)信息、補(bǔ)償特性等。

3 .具有數(shù)字音量接口輸出功能，可將所輸出的數(shù)字信號(hào)簡(jiǎn)單地連接至計(jì)算機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)總線等

本文熱電偶高頻詞： 信號(hào)  測(cè)量 

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