各類變送器的選用
一、一體溫度變送器
一體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)，從而形成一體型的變送器。一體型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)換單元、線性電路、反接保護、限流保護、
V/I轉(zhuǎn)換單元等組成。測溫?zé)犭娮栊盘栟D(zhuǎn)換放大后，再由線性電路對溫度與電阻的非線性關(guān)
系進行補償，經(jīng) V/I轉(zhuǎn)換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、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉(zhuǎn)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(chǎn)生的熱電勢經(jīng)冷端補償放大后，
再帽由線性電路去除熱電勢與溫度的非線性誤差，*后放大轉(zhuǎn)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(shè)有斷電保護電路。
當(dāng)熱電偶斷絲或接解不佳時，變送器會輸出*大值（28mA）以使儀表切斷電源。
一體型溫度變送器具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省引線、輸出信號大、抗干擾能力強、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、工作穩(wěn)定等優(yōu)點。
一體型溫度變送器的輸出為統(tǒng)一的 4～20mA 信號；可與微機系統(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測量儀表。
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)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。
壓力變送器的測量原理。其測量原理是：流程壓力和參考壓力分別作用于
集成硅壓力壓感元件的兩端，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。
由于硅材料的強性優(yōu)良，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)換成 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)換變換成相應(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、測量導(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測量導(dǎo)管上下移動。導(dǎo)管內(nèi)裝有測
量元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號轉(zhuǎn)換成正比于液位變化的電阻信號，并將電子
單元轉(zhuǎn)換成 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)保護電路，可使輸出*大電流不較過 28mA，
因而能夠很好地保護電源并使二次儀表不被損壞。
2、浮簡式液位變送器
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)來測量液體的液位、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(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)放大電路放大和補償電路補償，*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)過程中進行測量和控制生產(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距離連續(xù)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(jīng)過轉(zhuǎn)換，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較和裝有測量介質(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)換、恒流放大、反饋和限流等單
元組成。采用脈寬調(diào)特原理進行測量的優(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、較聲波變送器
較聲波變送器分為一般較聲波變送器（無表頭）和一體型聲波變送器兩類，一體型
聲波變送器較為常用。
一體型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傳感元件（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。較聲波變送器可用于液位。物位的測量和開渠、明渠等流量測
量，并可用于測量距離。
六、銻電較酸度變送器
銻電較酸度變送器是集 PH檢測、自動清洗、電信號轉(zhuǎn)換為一體的工業(yè)在線分析儀表，
它是由銻電較與參考電較組成的 PH值測量系統(tǒng)。在被測酸性溶液中，由于銻電較表面會生
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液中氫離子的適度相對應(yīng)。如果把銻、三氧
化二銻和水溶液的適度都當(dāng)作 1，其電較電位就可用能斯特公式計算出來。
銻電較酸度變送器中的固體模塊電路由兩大部分組成。為了現(xiàn)場作用的保險起見，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(qū)動電源外，還應(yīng)通過電
流轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電壓，以供變送電路使用。二部分是測量變送器電路，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 信號與溫度被償 信號進行迭加后再差進轉(zhuǎn)換電路，*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、鹽濃度變送器通過測量溶液電導(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、鹽在水溶液中的濃度含量。這種變送器主要應(yīng)用于鍋爐給水處理、化工溶液的配
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)，酸堿溶液的濃度與其電導(dǎo)率的
大小成比例。因而，只要測出溶液電導(dǎo)率的大小變可得知酸堿濃度的高低。當(dāng)被測溶液流入
專用電導(dǎo)池時，如果忽略電較較化和分布電容，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)率又與溶液中酸、堿濃度成比例關(guān)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(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、溫度補償、過載保護和電流轉(zhuǎn)
換等單元組成。
八、電導(dǎo)變送器
它是通過測量溶液的電導(dǎo)值來間接測量離子濃度的流程儀表（一體型變送器），可在線
連續(xù)檢測工業(yè)過程中水溶液的電導(dǎo)率。
由于電解質(zhì)溶液與金屬導(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(dǎo)體相反，具有負向溫度特性。為區(qū)別
于金屬導(dǎo)體，電解質(zhì)溶液的導(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)兩個互相絕緣的電較組成電導(dǎo)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較尺寸固定，則回路電流與電導(dǎo)率就存在一定的函
數(shù)關(guān)系。這樣，測了待測溶液中流過的電流，就能測出待測溶液的電導(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。
九、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(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)進行處理，包括對測量信號的調(diào)整（如濾波、放大、
A/D轉(zhuǎn)換等）、數(shù)據(jù)顯示、自動校正和自動補償?shù)取?nbsp;
微處理器是智能式變送器的核心。它不但可以對測量數(shù)據(jù)進行計算、存儲和數(shù)據(jù)處理，
還可以通過反饋回路對傳感器進行調(diào)節(jié)，以使采集數(shù)據(jù)達到*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(tǒng)變送器難以完成的任務(wù)。所以智能式變送器降低了傳感
器的制造難度，并在很大程主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：
1、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。
2、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。
3、數(shù)據(jù)處理方便準(zhǔn)確，可根據(jù)內(nèi)部程序自動處理數(shù)據(jù)，如進行統(tǒng)計處理、去除異常數(shù)值
等。
4、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(shù)據(jù)，還可將信息反饋至傳
感器，從而對測量過程進行調(diào)節(jié)和控制。
5、可進行信息存儲和記憶，能存儲傳感器的特征數(shù)據(jù)、組態(tài)信息和補償特性等。
6、具有數(shù)字量接口輸出功能，可將輸出的數(shù)字信號方便地和計算機或現(xiàn)場總線等連接。
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