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變送器的重要作用及特點
      傳感器和變送器在儀器儀表和工業(yè)自動化領(lǐng)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(zhuǎn)變成可量測的電量外，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。 
一、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(nèi)，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。
　　熱電阻溫度變送器是由基準(zhǔn)單元、R/V轉(zhuǎn)變單元、線性電路、反接保護(hù)、限流保護(hù)、V/I轉(zhuǎn)變單元等組成。測溫?zé)犭娮栊盘栟D(zhuǎn)變放大后，再由線性電路對溫度與電阻的非線性關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)償，經(jīng)V/I轉(zhuǎn)變電路后輸出一個與被測溫度成線性關(guān)系的4～20mA的恒流信號。
　　熱電偶溫度變送器一般由基準(zhǔn)源、冷端補(bǔ)償、放大單元、線性化處理、V/I轉(zhuǎn)變、斷偶處理、反接保護(hù)、限流保護(hù)等電路單元組成。它是將熱電偶產(chǎn)生的熱電勢經(jīng)冷端補(bǔ)償放大后，再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差，*后放大轉(zhuǎn)變?yōu)?～20mA電流輸出信號。為防止熱電偶量測中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故，變送器中還設(shè)有斷電保護(hù)電路。當(dāng)熱電偶斷絲或接解**時，變送器會輸出*大值（28mA）以使儀表切斷電源。
　　一體化溫度變送器具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省引線、輸出信號大、抗干擾能力強(qiáng)、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護(hù)和限流保護(hù)、工作可靠等優(yōu)點。
　　一體化溫度變送器的輸出為統(tǒng)一的4～20mA信號；可與微機(jī)系統(tǒng)或其它常規(guī)儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火型量測儀表。
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(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號，以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行量測、指示和過程調(diào)節(jié)。
　　壓力變送器的量測原理圖如圖3所示。其量測原理是：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(dǎo)體技術(shù)制成的全動態(tài)惠斯登電橋在外部電流源驅(qū)動下輸出正比于壓力的mV級電壓信號。由于硅材料的強(qiáng)性**，所以輸出信號的線性度及變差指標(biāo)均很高。工作時，壓力變送器將被測物理量轉(zhuǎn)變成mV級的電壓信號，并送往放大倍數(shù)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(jīng)電壓電流轉(zhuǎn)變變換成相應(yīng)的電流信號，再經(jīng)過非線性校正，*后產(chǎn)生與輸入壓力成線性對應(yīng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)電流電壓信號。
　 壓力變送器根據(jù)測壓范圍可分成一般壓力變送器（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、量測導(dǎo)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量測導(dǎo)管上下移動。導(dǎo)管內(nèi)裝有量測元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號轉(zhuǎn)變成正比于液位變化的電阻信號，并將電子單元轉(zhuǎn)變成4～20mA或其它標(biāo)準(zhǔn)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(yōu)點，電路內(nèi)部含有恒流反饋電路和內(nèi)保護(hù)電路，可使輸出*大電流不超過28mA，因而能夠可靠地保護(hù)電源并使二次儀表不被損壞。
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(jù)阿基米德浮力原理設(shè)計的。浮筒式液位變送器是利用微小的金屬膜應(yīng)變傳感技術(shù)來量測液體的液位、界位或密度的。它在工作時可以通過現(xiàn)場按鍵來進(jìn)行常規(guī)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力的量測原理工作。它一般選用硅壓力測壓傳感器將量測到的壓力轉(zhuǎn)變成電信號，再經(jīng)放大電路放大和補(bǔ)償電路補(bǔ)償，*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(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中進(jìn)行量測和控制生產(chǎn)過程，主要用作類導(dǎo)電與非導(dǎo)電介質(zhì)的液體液位或粉粒狀固體料位的遠(yuǎn)距離連續(xù)量測和指示。
　　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(jīng)過轉(zhuǎn)變，可以用三線或四線方式輸出，輸出信號形成為1～5V、0～5V、0～10mA等標(biāo)準(zhǔn)信號。電容傳感器由絕緣電極和裝有量測介質(zhì)的圓柱形金屬容器組成。當(dāng)料位上升時，因非導(dǎo)電物料的介電常數(shù)明顯小于空氣的介電常數(shù)，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(zhǔn)源、脈寬調(diào)制、轉(zhuǎn)變、恒流放大、反饋和限流等單元組成。采用脈寬調(diào)特原理進(jìn)行量測的優(yōu)點是頻率較低，對周圍元射頻干擾、穩(wěn)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。
　 一體化超聲波變更新器由表頭（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，從而使體積更孝重量更輕、價格更便宜。超聲波變送器可用于液位。物位的量測和開渠、明渠等流量量測，并可用于量測距離。 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(zhuǎn)變?yōu)橐惑w的工業(yè)在線分析儀表，它是由銻電極與參考電極組成的PH值量測系統(tǒng)。在被測酸性溶劑中，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所氧化二銻的濃度，該濃度與被測酸性溶劑中氫離子的適度相對應(yīng)。如果把銻、三氧化二銻和水溶劑的適度都當(dāng)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(xiàn)場作用的**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(jī)提供驅(qū)動電源外，還應(yīng)通過電流轉(zhuǎn)變單元轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的直流電壓，以供變送電路使用。**部分是量測變送器電路，它把來自傳感器的基準(zhǔn)信號和PH酸度信號經(jīng)放大后送給斜率調(diào)整和定位調(diào)整電路，以使信號內(nèi)阻降低并可調(diào)節(jié)。將放大后的PH信號與溫度補(bǔ)償信號進(jìn)行迭加后再差進(jìn)轉(zhuǎn)變電路，*后輸出與PH值相對應(yīng)的4～20mA恒流電流信號給二次儀表以完成顯示并控制pH值。
七、酸、堿、鹽濃度變送器
　　酸、堿、鹽濃度變送器通過量測溶劑電導(dǎo)值來確定濃度。它可以在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中酸、堿、鹽在水溶劑中的濃度含量。這種變送器主要應(yīng)用于鍋爐給水處理、化工溶劑的配制以及環(huán)保等工業(yè)生產(chǎn)過程。
　　酸、堿、鹽濃度變送器的工作原理是：在一定的范圍內(nèi)，酸堿溶劑的濃度與其電導(dǎo)率的大小成比例。因而，只要測出溶劑電導(dǎo)率的大小變可得知酸堿濃度的高低。當(dāng)被測溶劑流入專用電導(dǎo)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(dǎo)率成線性關(guān)系，而電導(dǎo)率又與溶劑中酸、堿濃度成比例關(guān)系。因此只要測出溶劑電流，便可算出酸、堿、鹽的濃度。
　　酸、堿、鹽濃度變送器主要由電導(dǎo)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(dǎo)池、電導(dǎo)放大器、相敏整流器、解調(diào)器、溫度補(bǔ)償、過載保護(hù)和電流轉(zhuǎn)變等單元組成。 
八、電導(dǎo)變送器
　　它是通過量測溶劑的電導(dǎo)值來間接量測離子濃度的流程儀表（一體化變送器），可在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中水溶劑的電導(dǎo)率。
　 由于電解質(zhì)溶劑與金屬導(dǎo)體一樣的電的良導(dǎo)體，因此電流流過電解質(zhì)溶劑時必有電阻作用，且符合歐姆定律。但液體的電阻溫度特性與金屬導(dǎo)體相反，具有負(fù)向溫度特性。為區(qū)別于金屬導(dǎo)體，電解質(zhì)溶劑的導(dǎo)電能力用電導(dǎo)（電阻的倒數(shù)）或電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）來表示。當(dāng)兩個互相絕緣的電極組成電導(dǎo)池時，若在其中間放置待測溶劑，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(dǎo)率就存在一定的函數(shù)關(guān)系。這樣，測了待測溶劑中流過的電流，就能測出待測溶劑的電導(dǎo)率。
　　電導(dǎo)變送器的結(jié)構(gòu)和電路與酸、堿、鹽濃度變送器相同。

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