强力的

测量及分析

各类变送器的选用

引言      
      为了方便各位经销伙伴对我们ESCORT富贵的产品更好的熟悉和了解所以摘录了下面
的文章。大家都知道过程工业领域会应用到大量的变送器而变送器常常需要校准故在这
里给大家推荐ESCORT-898ESCORT-2030ESCORT-21ESCORT-22过程校验产
品应用上面的仪器可以方便的对变送器进行校验。
      传感器和变送器在仪器、仪表和工业自动化领域中起着举足轻重的作用。与传感器不同
变送器除了能将非电量转换成可测量的电量外一般还具有一定的放大作用。本文简单地
介绍了各类变送器的特点以供使用者选用。  
一、一体化温度变送器 
一体化温度变送器一般由测温探头(热电偶或热电阻传感器)和两线制固体电子单元组成。
采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内从而形成一体化的变送器。一体化温度
变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。 
热电阻温度变送器是由基准单元、R/V 转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转
换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后,再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行
补偿经 V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的 4~20mA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、V/I转换、断偶处理
、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后再
帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差最后放大转换为 4~20mA电流输出信号。
为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故变送器中还设有断电保护电路。
当热电偶断丝或接解不良时变送器会输出最大值(28mA)以使仪表切断电源。  
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、线性好、显示仪
表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。 
一体化温度变送器的输出为统一的 4~20mA 信号;可与微机系统或其它常规仪表匹配使用
。也可用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。 
二、压力变送器 
压力变送器也称差变送器主要由测压元件传感器、模块电路、显示表头、表壳和过程连接
件等组成。它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号以供给指示报
警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。 
压力变送器的测量原理图如图 3 所示。其测量原理是:流程压力和参考压力分别作用于集成
硅压力敏感元件的两端其差压使硅片变形(位移很小仅μm 级),以使硅片上用半导体技
术制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于压力的 mV级电压信号。由于硅
材料的强性极佳所以输出信号的线性度及变差指标均很高。工作时压力变送器将被测物
理量转换成 mV 级的电压信号,并送往放大倍数很高而又可以互相抵消温度漂移的差动式放
大器。放大后的信号经电压电流转换变换成相应的电流信号再经过非线性校正最后产生
与输入压力成线性对应关系的标准电流电压信号。 
压力变送器根据测压范围可分成一般压力变送器(0.001MPa~20MP3)和微差压变送器
(0~30kPa)两种。  
三、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、接线盒及安装件组成。一
般磁性浮球的比重小于 0.5可漂于液面之上并沿测量导管上下移动。导管内装有测量元件
它可以在外磁作用下将被测液位信号转换成正比于液位变化的电阻信号并将电子单元转
换成 4~20mA或其它标准信号输出。该变送器为模块电路具有耐酸、防潮、防震、防腐
蚀等优点电路内部含有恒流反馈电路和内保护电路可使输出最大电流不超过 28mA因
而能够可靠地保护电源并使二次仪表不被损坏。 
2、浮简式液位变送器 
浮筒式液位变送器是将磁性浮球改为浮筒,它是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式液位
变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的液位、界位或密度的。它在工作时可
以通过现场按键来进行常规的设定操作。 
3、静压或液位变送器 
该变送器利用液体静压力的测量原理工作。它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转
换成电信号再经放大电路放大和补偿电路补偿最后以 4~20mA 或 0~10mA电流方式
输出。 
四、电容式物位变送器 
电容式物位变送器适用于工业企业在生产过程中进行测量和控制生产过程主要用作类导电
与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远距离连续测量和指示。 
电容式液位变送器由电容式传感器与电子模块电路组成它以两线制 4~20mA 恒定电流输
出为基型经过转换可以用三线或四线方式输出输出信号形成为 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
上升时因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电常数所以电容量随着物料高度的变
化而变化。变送器的模块电路由基准源、脉宽调制、转换、恒流放大、反馈和限流等单元组
成。采用脉宽调特原理进行测量的优点是频率较低对周围元射频干扰、稳定性好、线性好
、无明显温度漂移等。 
五、超声波变送器 
超声波变送器分为一般超声波变送器(无表头)和一体化超声波变送器两类一体化超声波
变送器较为常用。 
一体化超声波变更新器由表头(如 LCD显示器)和探头两部分组成这种直接输出 4~20
mA信号的变送器是将小型化的敏感元件(探头)和电子电路组装在一起从而使体积更小、
重量更轻、价格更便宜。超声波变送器可用于液位。物位的测量和开渠、明渠等流量测量并
可用于测量距离。 
六、锑电极酸度变送器 
锑电极酸度变送器是集 PH检测、自动清洗、电信号转换为一体的工业在线分析仪表它是
由锑电极与参考电极组成的 PH值测量系统。在被测酸性溶液中由于锑电极表面会生成三
氧化二锑氧化层这样在金属锑面与三氧化二锑之间会形成电位差。该电位差的大小取决于
三所氧化二锑的浓度该浓度与被测酸性溶液中氢离子的适度相对应。如果把锑、三氧化二
锑和水溶液的适度都当作 1其电极电位就可用能斯特公式计算出来。 
锑电极酸度变送器中的固体模块电路由两大部分组成。为了现场作用的安全起见电源部分
采用交流 24V 为二次仪表供电。这一电源除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直流电压以供变送电路使用。第二部分是测量变送器电路它把来自
传感器的基准信号和 PH酸度信号经放大后送给斜率调整和定位调整电路以使信号内阻降
低并可调节。将放大后的 PH 信号与温度被偿  信号进行迭加后再差进转换电路最后输出
与 PH值相对应的 4~20mA恒流电流信号给二次仪表以完成显示并控制 PH值。 
七、酸、碱、盐浓度变送器 
酸、碱、盐浓度变送器通过测量溶液电导值来确定浓度。它可以在线连续检测工业过程中酸
、碱、盐在水溶液中的浓度含量。这种变送器主要应用于锅炉给水处理、化工溶液的配制以
及环保等工业生产过程。 
酸、碱、盐浓度变送器的工作原理是:在一定的范围内酸碱溶液的浓度与其电导率的大小
成比例。因而只要测出溶液电导率的大小变可得知酸碱浓度的高低。当被测溶液流入专用
电导池时如果忽略电极极化和分布电容则可以等效为一个纯电阻。在有恒压交变电流流
过时其输出电流与电导率成线性关系而电导率又与溶液中酸、碱浓度成比例关系。因此
只要测出溶液电流便可算出酸、碱、盐的浓度。
酸、碱、盐浓度变送器主要由电导池、电子模块、显示表头和壳体组成。电子模块电路则由
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等
单元组成。 
八、电导变送器 
它是通过测量溶液的电导值来间接测量离子浓度的流程仪表(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。 由于电解质溶液与金属导体一样的电的良导体因此电流
流过电解质溶液时必有电阻作用且符合欧姆定律。但液体的电阻温度特性与金属导体相反
具有负向温度特性。为区别于金属导体电解质溶液的导电能力用电导(电阻的倒数)或
电导率(电阻率的倒数)来表示。当两个互相绝缘的电极组成电导池时若在其中间放置待
测溶液并通以恒压交变电流就形成了电流回路。如果将电压大小和电极尺寸固定则回
路电流与电导率就存在一定的函数关系。这样测了待测溶液中流过的电流就能测出待测
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。 
九、智能变送器 
智能式变送器是由传感器和微处理器(微机)相结构而成的。它充分利用了微处理器的运算
和存储能力可对传感器的数据进行处理包括对测量信号的调理(如滤波、放大、A/D转
换等)、数据显示、自动校正和自动补偿等。 
微处理器是智能式变送器的核心。它不但可以对测量数据进行计算、存储和数据处理还可
以通过反馈回路对传感器进行调节以使采集数据达到最佳。由于微处理器具有各种软件和
硬件功能因而它可以完成传统变送器难以完成的任务。所以智能式变送器降低了传感器的
制造难度并在很大程主上提高了传感器的性能。另外智能式变送器还具有以下特点: 
1、具有自动补偿能力可通过软件对传感器的非线性、温漂、时漂等进行自动补偿。  
2、可自诊断通电后可对传感器进行自检以检查传感器各部分是否正常并作出判断。  
3、数据处理方便准确可根据内部程序自动处理数据如进行统计处理、去除异常数值等。  
4、具有双向通信功能。微处理器不但可以接收和处理传感器数据还可将信息反馈至传感
器从而对测量过程进行调节和控制。  
5、可进行信息存储和记忆能存储传感器的特征数据、组态信息和补偿特性等。  
6、具有数字量接口输出功能可将输出的数字信号方便地和计算机或现场总线等连接。

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