与变送器相关的选型知识

变送器在仪器仪表和工业自动化领域发挥着重要作用。与传感器不同，变送器不仅可以将非电量转化为可测电量，还具有一定的放大功能。本文简要介绍了各种变送器的特点，供用户选择。◆一体化温度变送器一体化温度变送器通常由温度测量探头(热电偶或热电阻传感器)和双线固态电子单元组成。温度测量探头以固体模块的形式直接安装在接线盒中，从而形成一个一体化变送器。一体化温度变送器一般分为两种类型:热电阻和热电偶。热电阻温度变送器由基准单元、电阻/电压转换单元、线性电路、反接保护、限流保护和电压/电流转换单元组成。测温热电阻信号经转换放大后，由线性电路补偿温度与电阻的非线性关系，由伏安转换电路输出与被测温度成线性关系的4 ~ 20 mA的恒流信号。热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、电压/电流转换、去耦处理、反向连接保护、限流保护等电路单元组成。热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，通过线性电路消除热电势与温度之间的非线性误差，然后放大转换成4 ~ 20mA的电流输出信号。为了防止热电偶测量中因断线导致温度控制失败而造成的事故，变送器还设置了断电保护电路。当热电偶断裂或连接不良时，变送器将输出一个较大的值* * * (28mA)来切断仪器的电源。一体化温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性度好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、反接保护和限流保护、运行可靠等优点。一体化温度变送器的输出是一个统一的4 ~ 20 mA信号；可与微机系统或其他常规仪器配套使用。也可根据用户要求制成防爆或防火计量器具。◆压力变送器压力变送器，又称差动变送器，主要由称重传感器、模块电路、显示表头、外壳和过程连接器组成。它可以将接收到的压力信号(如气体和液体)转换成标准的电流和电压信号，这些信号可以提供给辅助仪器(如指示器报警、记录器和调节器)进行测量、指示和过程调整。压力变送器的测量示意图如图3所示。测量原理是工艺压力和基准压力分别作用在集成硅压敏元件的两端，压差使硅片变形(位移很小，只有微米)，使硅片上的半导体技术制成的全动态惠斯通电桥能够输出与外部电流源驱动的压力成正比的毫伏电压信号。由于硅材料的强度，输出信号的线性度和变化指数很高。工作时，压力变送器将测量的物理量转换为毫伏电压信号，并将其发送至高放大倍数的差分放大器，从而抵消温度漂移。通过电压-电流转换将放大的信号转换成相应的电流信号，并且在非线性校正之后，产生与输入压力线性对应的标准电流-电压信号。根据压力测量范围，压力变送器可分为一般压力变送器(0.001兆帕~ 20兆帕)和差压变送器(0 ~ 30千帕)。◆液位变送器1。浮球式液位变送器浮球式液位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒和安装部件组成。一般来说，磁性浮球的比重小于0.5，可以浮在液面以上，并沿测量导管上下移动。导管内安装有测量元件，可将被测液位信号转换成与外部磁力作用下液位变化成正比的电阻信号，并将电子单元转换成4 ~ 20mA或其他标准信号输出。变送器为模块化电路，具有耐酸、耐湿、耐冲击、耐腐蚀等优点。该电路包含恒流反馈电路和内部保护电路，可使输出大电流不超过28mA，从而可靠地保护电源，防止二次仪表损坏。2.浮动式液位变送器浮动式液位变送器是根据阿基米德浮力原理设计的，它将磁性浮球变成浮子。浮子式液位变送器采用微小金属薄膜应变传感技术测量液位、边界位置或密度。工作时，可通过现场按钮进行常规设置操作。3.静压或液位变送器该变送器基于静水压力的测量原理工作。一般情况下，硅压力传感器将被测压力转换成电信号，经放大电路放大，补偿电路补偿后，以4 ~ 20mA或0 ~ 10mA电流模式输出。◆电容式液位变送器电容式液位变送器适用于工业企业测量和控制生产过程，主要用于导电和非导电介质中液位或粉末固体液位的远程连续测量和指示。电容式液位变送器由电容式传感器和电子模块电路组成。它基于4 ~ 20mA的双线恒流输出。转换后，可以三线或四线方式输出，输出信号形成1 ~ 5v、0 ~ 5v、0 ~ 10ma等标准信号。电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组成。当料位升高时，非导电材料的介电常数明显小于空气的介电常数，因此电容随材料高度的变化而变化。变送器模块电路由基准源、脉宽调制、转换、恒流放大、反馈和限流单元组成。采用脉宽调制原理测量的优点是频率低，射频对周围元件的干扰小，稳定性好，线性好，无明显的温度漂移。◆超声波发射器超声波发射器分为普通超声波发射器(无表头)和一体化超声波发射器。一体化通常使用超声波发射器。一体化超声波转换器由表头(如液晶显示器)和探头组成。这种直接输出4 ~ 20 mA信号的发射机是为了装配小型化的敏感元件(探头)和电子电路，使其体积更小，重量更轻，价格更便宜。超声波发射器可用于液位。料位测量、渠口和明渠流量测量等。，可用于测量距离。◆锑电极酸度变送器锑电极酸度变送器是一种集酸碱度检测、自动清洗和电信号转换于一体的工业在线分析仪器。它是由锑电极和参比电极组成的酸碱度测量系统。在测试的酸性溶液中，三氧化二锑氧化物层将形成在锑电极的表面上，从而在金属锑表面和三氧化二锑之间形成电势差。电位差的大小取决于三氧化二锑的浓度，该浓度对应于待测酸性溶液中的中等氢离子。如果锑、三氧化二锑和水溶液的调节量都取为1，电极电位可以用能斯特公式计算。锑电极酸度变送器的固体模块电路由两部分组成。为了现场操作的安全，电源部分采用交流24V为二次仪表供电。该电源除了为清洗电机提供驱动电源外，还应通过电流转换单元转换成相应的DC电压，供传输电路使用。第二部分是测量变送器电路，它放大来自传感器的参考信号和酸碱度信号，并将其发送到斜率调整和定位调整电路，以便可以减小和调整信号的内阻。放大后的酸碱度信号和温度补偿信号叠加后送入转换电路。在* * *，4 ~ 20mA的恒定电流信号对应的酸碱值输出到二次仪表完成显示和控制酸碱值。◆酸、碱和盐浓度变送器酸、碱和盐浓度变送器通过测量溶液的电导率值来确定浓度。它可以连续检测工业过程中水溶液中酸、碱和盐的浓度。该变送器主要用于锅炉给水处理、化学溶液制备和环保等工业生产过程。酸、碱、盐浓度变送器的工作原理是，在一定范围内，酸、碱溶液的浓度与其电导率成正比。因此，只要测量溶液电导率的变化，就可以知道酸和碱的浓度。当被测溶液流入特殊电导池时，如果忽略电极极化和分布电容，它可以等效为纯电阻。当恒定电压交流电流流动时，输出电流与电导率成线性关系，电导率与溶液中酸和碱的浓度成正比。因此，只要测量溶液电流，就可以计算酸、碱和盐的浓度。酸、碱、盐浓度变送器主要由电导池、电子模块、显示表头和外壳组成。电子模块电路由激励电源、电导池、电导放大器、相敏整流器、解调器、温度补偿、过载保护和电流转换组成。◆电导率变送器是一种通过测量溶液电导率间接测量离子浓度的过程仪表(一体化变送器)，可在线连续检测工业过程中水溶液的电导率。由于电解质溶液是和金属导体一样的良导体，所以当电流流过电解质溶液时必须有电阻，这符合欧姆定律。然而，液体的电阻温度特性与金属导体的电阻温度特性相反，具有负温度特性。为了区别于金属导体，电解质溶液的电导率用电导率(电阻的倒数)或电导率(电阻率的倒数)来表示。当两个绝缘电极形成电导池时，如果将待测溶液放在它们之间，并施加恒定电压的交流电，则形成电流回路。如果电压和电极尺寸是固定的，回路电流和电导率之间有一定的函数关系。这样，通过测量在待测溶液中流动的电流，可以测量待测溶液的电导率。电导变送器的结构和电路与酸、碱、盐浓度变送器相同。◆智能变送器智能变送器由传感器和微处理器(微型计算机)组成。它充分利用了微处理器的运算和存储能力，可以处理传感器的数据，包括测量信号的调理(如滤波、放大、模数转换等)。)、数据显示、自动校正和自动补偿等。微处理器是智能变送器的核心。它不仅可以对测量数据进行计算、存储和处理，还可以通过反馈回路调节传感器，使采集的数据达到* * *。由于微处理器具有各种软件和硬件功能，它可以完成传统发射机难以完成的任务。因此，智能变送器降低了传感器的制造难度，在很大范围内提高了传感器的性能。此外，智能变送器具有以下特点:具有自动补偿能力，可通过软件自动补偿传感器的非线性、温度漂移和时间漂移。自我诊断是可能的。通电后，可对传感器进行自检，检查传感器各部分是否正常，并做出判断。数据处理方便、准确，可以根据内部程序自动处理数据，如统计处理和剔除异常值。具有双向通信功能。微处理器不仅能接收和处理传感器数据，还能将信息反馈给传感器，从而调节和控制测量过程。它可以存储和记忆信息，可以存储传感器的特性数据、配置信息和补偿特性。具有数字接口输出功能，输出的数字信号可以方便地与计算机或现场总线连接。