在诸类仪表中,变送器的应用最广泛、最普遍,变送器大体分为压力变送器和差压变送器。变送器常用来测量压力、差压、真空、液位、流量和密度等。变送器有两线制和四线制之分,两线制变送器尤多;有智能和非智能之分,智能变送器渐多;有气动和电动之分,电动变送器居多等,种类繁多,那么应该如何选用呢?
一、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,以供给指示报辔仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。
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辙感元件的两端。其差压使硅片变形〈(位移很小,仅im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,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里转换成a'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(0.0O1MPa~20MP3)和微差压变送器(0~30kPa)两种。
二、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,—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L加显示器)和探头两部分组成,这种直接输出4~2Ons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、重里更轻、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。
三、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。
由于电解质溶痕与金属导体一样的电的良导体,因此电流过电解质溶液时必有电阻作用,且符合欧妮定律。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容液·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,贝则回路电流与电导率就存在一定的函数关系。这样。则了待测容液中流过的电流,就能测出待测容液的电导率。
电导变送器的结构和电路与酸﹑碱、盐浓度变送器相同。
四、智能变送器
智能式变送器是由传感器和懒处理器〈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)包括对测量信号的用理〈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、存姞和数据处理)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。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淘”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、温票、时漂等进行自动补偿。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。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。
2.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,从而对刎里过程进行调节和控制。可进行信息存储和记忆。能存储传感器的持征数据、组态信息和补偿特性等。
3.具有数字里接口输出功能,可将输出的数字信号方便地和计算机或现场总线等连接。
五、—体化温度变送器
一体化温度变送器一般由那温探头(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则温探头直按安装在接线盒内,从而形成一体化的变送器。
—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、E/转换单元、线性电路﹑反接保护、限流保护、V/4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/4转换、断偶处理、反接保护√限流保护等电胳单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后,再帽由线性电胳消除热电势与温度的非线性误差,最后放大转换为4~20ms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。当热电偶街丝或接解不良时,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、固体模块抗震防朝、有反接保护和限流保护﹑工作可靠等优点。—体化温度变送器的输出为统—的4~2DmA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。