智能變送器:變送器輸出為标準信号的傳感器-中文百科頻道

概述

變送器輸出為标準信号的傳感器。這個術語有時與傳感器通用，變送器将傳感信号轉換為統一的标準信号：0/4-20mADC,1-5VDC,0-10VDc，變送器——遵循一個物理定律（或實驗數學模型）将物理量的變化轉化成4-20mA等标準信号的裝置。變送器種類很多。總體來說就是由變送器發出一種信号來給二次儀表使二次儀表顯示測量數據。變送器除有傳感的功能之外還有放大整形的功能，輸出為标準的控制信号．如：4-20mA

種類

将物理測量信号或普通電信号轉換為标準電信号輸出或能夠以通訊協議方式輸出的設備。一般分為：溫度/濕度變送器，壓力變送器，差壓變送器，液位變送器，電流變送器，電量變送器，流量變送器，重量變送器等。

特點

智能式變送器具有以下特點：

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。可自診斷，通電後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。數據處理方便準确，可根據内部程序自動處理數據，如進行統計處理、去除異常數值等。

2、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據，還可将信息反饋至傳感器，從而對測量過程進行調節和控制。可進行信息存儲和記憶，能存儲傳感器的特征數據、組态信息和補償特性等。

3、具有數字量接口輸出功能，可将輸出的數字信号方便地和計算機或現場總線等連接。

壓力變送器

工作原理

壓力變送器被測介質的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側隔離膜片上，通過隔離片和元件内的填充液傳送到測量膜片兩側。測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。

當兩側壓力不一緻時，緻使測量膜片産生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側電容量就不等，通過振蕩和解調環節，轉換成與壓力成正比的信号。壓力變送器和絕對壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。

A/D轉換器将解調器的電流轉換成數字信号，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它進行傳感器線性化。重置測量範圍。工程單位換算、阻尼、開方，傳感器微調等運算，以及診斷和數字通信。本微處理器中有16字節程序的RAM，并有三個16位計數器，其中之一執行A /D轉換。 D/A轉換器把微處理器來的并經校正過的數字信号微調數據，這些數據可用變送器軟件修改。數據貯存在EEPROM内，即使斷電也保存完整。

數字通信線路為變送器提供一個與外部設備(如275型智能通信器或采用HART協議的控制系統)的連接接口。此線路檢測疊加在4-20mA信号的數字信号，并通過回路傳送所需信息。通信的類型為移頻鍵控FSK技術并依據BeII202标準。

差壓變送器

差壓變送器的特點：

差壓變送器是測量變送器兩端壓力之差的變送器,輸出标準信号(如 4~20mA,1~5V)。差壓變送器與一般的壓力變送器不同的是它們均有2個壓力接口, 差壓變送器一般分為正壓端和負壓端,一般情況下, 差壓變送器正壓端的壓力應大于負壓段壓力才能測量。通常壓力變送器有壓阻式,電容式2類。

差壓變送器的應用

在目前的油庫油罐液位的測量設計中，差壓變送器比較流行的是采用雷達液位計或浮球、浮标、鋼帶式液位計等。雷達液位計雖然精度高但成本也高，而浮标、浮球等液位計，安裝、維護比較麻煩。差壓式液位計，在鍋爐汽包等密閉容器中應用廣泛，但測量結果并非真正液位，因此在油罐液位測量的設計鮮有應用。

其實油庫油罐的精确液位，并不十分重要，用戶實際要了解的并不是液位，而是通過測量液位來了解油罐中油品的實際數量（即噸數），從而防止滿溢。由此分析采用差壓法來測液位（實際為噸數）也不失為一個好的選擇。因為目前差壓變送器的應用十分成熟，象1151、3051以及EJA等差壓變送器，技術十分完善，精度可達0.075級，而且價格大幅下跌，性能價格較高。

差壓變送器的設計原理

顧名思義差壓變送器所測量的結果是壓力差，即△P=ρg△h。而由于油罐往往是圓柱形，其截面圓的面積S是不變的，那麼，重量G=△P•S=ρg△h•S，S不變，G與△P成正比關系。即隻要準确地檢測出△P值，與高度△h成反比，在溫度變化時，雖然油品體積膨脹或縮小，實際液位升高或降低，所檢測到的壓力始終是保持不變的。如果用戶需要顯示實際液位，也可以引入介質溫度補償予以解決。差壓變送器的實際應用。

差壓變送器的注意問題

(1) 設計和安裝時應考慮油罐底部的取壓開孔盡可能放低，以消除溫度變化而造成的誤差，必要時引入溫度補償。

(2) 在油罐的罐體水平截面不等的情況下（如上小下大），要考慮補償措施。如二次表選用WP-H80系列液位-容量控制儀。

(3) 為達到一定精度，如油罐頂部裝有呼吸閥時，必須采用差壓變送器而不能采用壓力變送器。對敞口油罐或精度要求不高時，可直接采用壓力變送器以方便安裝。

(4) 二次表盡量采用智能表，可方便改變量程，實現溫度補償等。

電流變送器

電流變送器可以直接将被測主回路交流電流轉換成按線性比例輸出的DC4～20mA（通過250Ω 電阻轉換DC 1～5V或通過500Ω電阻轉換DC2～10V）恒流環标準信号，連續輸送到接收裝置（計算機或顯示儀表）。

電流變送器原副邊高度絕緣隔離，兩線制輸出接線，輔助工作電源＋24V與輸出信号線DC4～20mA共用，具有精度高，體積小、功耗小、頻響寬、抗幹擾、國内首創4種補償措施和6大全面保護功能，兩線端口防感應雷能力強，具有雷擊波和突波的保護能力等優點。特别适用發電機、電動機、智能低壓配電櫃、空調、風機、路燈等負載電流的智能監控系統；電流變送器超低功耗，單隻靜态時0.096W，滿量程功耗為0.48W，輸出電流内部限制功耗為0.6W。

電流變送器技術參數

1．精度：優于0.5％；

2．非線性失真：優于0.5％；

3．額定工作電壓Vcc：＋24V±20％，極限工作電壓：≤35V ；

4．電源功耗：靜态4mA，動态時相等于環路電流，内部限制25mA＋10％；

5．額定輸入：5A……1KA（42個規格）；

6．穿孔穿芯圓孔直徑：9、12、20、25、30mm；

7．輸出形式：兩線制DC4～20mA；

8．輸出電流溫漂系數：≤50ppm/℃；

9．響應時間：≤100mS；

10．輸入/輸出絕緣隔離強度：AC3000V / 1min、1mA；

11．輸出負載電阻：RLmax ≤ （Vcc-10V）/ 20mA