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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)換成可測量的電量外,，
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，再帽由線性電路消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
良時,，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*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)變成標準的
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圖如圖
3 所示。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,。由于硅材料的強性佳,，所以輸出信
號的線性度及變差指標均很高。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)系的標準電流電壓信號。
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或其它標準信號輸出,。 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,，可使輸出大電流不超過
28mA,，因而能夠可靠地保護電
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等標準信號。電容傳感
器由絕緣電極和裝有測量介質(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,、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。
物位的測量和開渠,、明渠等流量測量,，并可用于測量距離。
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)換為一體的工業(yè)在
線分析儀表,，它是由銻電極與參考電極組成的
PH值測量系統(tǒng),。在被測酸性溶
液中，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)場作用的安
全起見，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。第二部分是測量變送器電路,，它把來自傳感器的基準信號和
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
（一體化變送
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)兩個互相絕緣的電極組成電導(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,。
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