傳感器和(hé)變送器在儀器儀表和工(gōng)業自動化領域(yù)中起着舉(jǔ)足輕(qīng)重的(de)作(zuò)用。
與傳感器不同(tóng)， 變送器除(chú)了能将非(fēi)電量(liàng)轉換成可測量(liàng)的電量外，
一般還具(jù)有(yǒu)一(yī)
定的放大作用(yòng)。本文簡單(dān)地介(jiè)紹了各類變送器的特點，以供使用者選用。
一(yī)、一體(tǐ)化溫(wēn)度變送器
一(yī)體化溫度變送器(qì)一般(bān)由測(cè)溫探(tàn)頭 （熱(rè)電偶或熱(rè)電阻傳感(gǎn)器） 和兩線(xiàn)制固(gù)
體電子單元組(zǔ)成。 采用固(gù)體模(mó)塊形式将測溫(wēn)探頭直(zhí)接(jiē)安裝在接線(xiàn)盒内，
從(cóng)而形
成一(yī)體化的變(biàn)送器(qì)。一體(tǐ)化溫度變(biàn)送器一(yī)般分爲(wèi)熱電阻和熱電(diàn)偶型兩種類型(xíng)。
熱電阻溫度變送器是由基準(zhǔn)單元(yuán)、
r/v轉換(huàn)單元、線性電路(lù)、反接保(bǎo)護(hù)、
限流保護(hù)、 v/i 轉換單(dān)元等組成(chéng)。測溫熱電阻(zǔ)信号轉換(huàn)放大後，再(zài)由線性電(diàn)路
對(duì)溫度與(yǔ)電(diàn)阻的(de)非(fēi)線性關(guān)系進(jìn)行補償，
經(jīng) v/i 轉換電路後輸出一個與(yǔ)被測溫度
成線性關(guān)系的 4～20ma的恒流(liú)信(xìn)号。
熱(rè)電偶溫度(dù)變送(sòng)器一般由(yóu)基準(zhǔn)源、
冷端補(bǔ)償、放大(dà)單(dān)元、線性化(huà)處理(lǐ)、v/i
轉換(huàn)、斷偶(ǒu)處(chù)理(lǐ)、 反接保護(hù)、 限流(liú)保護(hù)等電路單元(yuán)組成。 它(tā)是将熱電(diàn)偶産(chǎn)生的
熱電勢經(jīng)冷端補(bǔ)償放大(dà)後，再帽(mào)由線性(xìng)電路(lù)消除(chú)熱電勢與溫(wēn)度的非線性誤差，
後放大轉(zhuǎn)換爲(wèi) 4～20ma電流輸出信号(hào)。爲防止熱(rè)電偶(ǒu)測量中由于電偶斷絲而(ér)
使控(kòng)溫失(shī)效(xiào)造成事故， 變送器(qì)中還(hái)設有(yǒu)斷電保護(hù)電路。 當(dāng)熱(rè)電偶(ǒu)斷絲或接解不(bú)
良時(shí)，變送(sòng)器會(huì)輸出(chū)大值（ 28ma）以使儀表(biǎo)切斷(duàn)電源。
一體化溫(wēn)度變(biàn)送器具有(yǒu)結構簡單(dān)、 節省引線、輸出(chū)信号(hào)大、抗幹擾能力(lì)強(qiáng)、
線(xiàn)性好(hǎo)、顯(xiǎn)示(shì)儀(yí)表簡單、 固體模塊抗震防潮(cháo)、 有反接保(bǎo)護和(hé)限流(liú)保護(hù)、 工(gōng)作可
靠等(děng)優點。
一(yī)體化(huà)溫度(dù)變送(sòng)器的輸出爲統(tǒng)一的
4～20ma信号；可與微機(jī)系統或其(qí)它常(cháng)
規儀(yí)表匹(pǐ)配使用。也(yě)可(kě)用戶要求做(zuò)成防(fáng)爆型或(huò)防(fáng)火型測量(liàng)儀表(biǎo)。
二、壓(yā)力變(biàn)送器(qì)
壓力變送(sòng)器也稱差(chà)變送(sòng)器， 主(zhǔ)要由測壓(yā)元件傳感(gǎn)器、 模(mó)塊電(diàn)路、顯示表頭、
表(biǎo)殼和(hé)過程(chéng)連接(jiē)件等組成(chéng)。 它能(néng)将接收的氣體(tǐ)、 液體等壓力信(xìn)号轉(zhuǎn)變成(chéng)标準(zhǔn)的
電(diàn)流電壓(yā)信号， 以供給指示報警(jǐng)儀、 記錄儀、調節器等二次儀表(biǎo)進行(háng)測量、 指(zhǐ)
示和過(guò)程調(diào)節(jiē)。壓力變(biàn)送器(qì)的測量原理圖(tú)如(rú)圖
3 所示。其(qí)測(cè)量原理是： 流程(chéng)壓力和參考壓(yā)
力分(fèn)别作用(yòng)于(yú)集成(chéng)矽壓力敏感(gǎn)元件的兩端(duān)，
其差壓使(shǐ)矽片(piàn)變(biàn)形 （位移(yí)很小， 僅
μm級），以(yǐ)使矽片(piàn)上用半導(dǎo)體技(jì)術制成的全動态惠斯登(dēng)電橋(qiáo)在外部(bù)電流源(yuán)驅
動(dòng)下輸出正(zhèng)比于(yú)壓力的(de) mv級電壓信号(hào)。由于矽材(cái)料的(de)強性佳，所(suǒ)以輸出信
号的線性(xìng)度及變差指标(biāo)均很(hěn)高(gāo)。工作時(shí)，壓力變送(sòng)器将(jiāng)被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成
mv
級的(de)電壓(yā)信(xìn)号，并送(sòng)往放大倍數很(hěn)高而又可(kě)以(yǐ)互(hù)相抵消溫(wēn)度漂(piāo)移的差(chà)動(dòng)式放大
器(qì)。放大後的信号(hào)經電壓(yā)電(diàn)流轉(zhuǎn)換變換成相應的電(diàn)流信号，
再經過(guò)非線性校正，
後(hòu)産(chǎn)生(shēng)與輸入(rù)壓(yā)力成(chéng)線性對應關系的标(biāo)準(zhǔn)電流電壓(yā)信号。
壓(yā)力變送(sòng)器(qì)根據測壓(yā)範圍(wéi)可分成一(yī)般壓(yā)力變送器(qì)（
0.001mpa～20mp3）和微
差壓(yā)變送(sòng)器（ 0～30kpa）兩(liǎng)種。
三、液(yè)位(wèi)變送(sòng)器
1、浮(fú)球式液位變送(sòng)器
浮(fú)球式(shì)液位(wèi)變送器由磁性浮球、 測量導管(guǎn)、 信号單元(yuán)、 電子單元(yuán)、 接線盒
及安(ān)裝(zhuāng)件組(zǔ)成。
一(yī)般磁性浮球的(de)比(bǐ)重小(xiǎo)于(yú) 0.5 ，可漂(piāo)于液(yè)面之(zhī)上(shàng)并(bìng)沿測量(liàng)導管上(shàng)下移動(dòng)。 導
管内裝有測量(liàng)元件， 它可(kě)以在(zài)外磁(cí)作用(yòng)下将被測(cè)液位(wèi)信号轉換成正(zhèng)比于(yú)液位(wèi)變
化的電(diàn)阻信号， 并将電(diàn)子單(dān)元轉(zhuǎn)換成(chéng) 4～20ma或其它(tā)标(biāo)準信(xìn)号輸出。 該變送器
爲(wèi)模塊(kuài)電路，具(jù)有(yǒu)耐酸(suān)、防潮、防震(zhèn)、防腐蝕(shí)等優點，電路内部(bù)含有(yǒu)恒(héng)流反饋
電路和内(nèi)保護電路，可使(shǐ)輸出大電流不超過
28ma，因而能夠可靠(kào)地保護電(diàn)
源并使二次儀表(biǎo)不(bú)被損壞。
2
浮(fú)筒式液位(wèi)變送器是(shì)将(jiāng)磁(cí)性浮(fú)球改爲浮(fú)筒，
它是根(gēn)據阿基米德浮(fú)力原(yuán)理設
計的。浮筒式液位變送器(qì)是利用微(wēi)小的(de)金屬(shǔ)膜應(yīng)變(biàn)傳(chuán)感技術來(lái)測量液體(tǐ)的液
位、界(jiè)位或(huò)密度的。它(tā)在工(gōng)作時可以(yǐ)通過現場(chǎng)按鍵(jiàn)來進(jìn)行常規(guī)的設定(dìng)操作。
3、靜(jìng)壓或液位變(biàn)送器
該變送(sòng)器(qì)利用(yòng)液體(tǐ)靜壓力的(de)測量(liàng)原(yuán)理工作(zuò)。 它一般選用矽(xī)壓力測壓(yā)傳感(gǎn)器
将測量(liàng)到(dào)的(de)壓力(lì)轉換成電(diàn)信号(hào)，再經(jīng)放大電路放大(dà)和補償(cháng)電(diàn)路補償，後(hòu)以
4～20ma或 0～10ma電流(liú)方式輸(shū)出(chū)。
四(sì)、電容式(shì)物位變送器電(diàn)容式物位(wèi)變送(sòng)器适用于工業企業在生産過程中進行(háng)測量和控(kòng)制生産過(guò)
程，主(zhǔ)要用作類導電(diàn)與非導電(diàn)介質(zhì)的液(yè)體液位或(huò)粉粒狀固(gù)體料位的遠距離連(lián)續
測(cè)量和指示。
電容式液位變送器由電(diàn)容式傳感(gǎn)器與(yǔ)電子模(mó)塊電路組成(chéng)，
它以(yǐ)兩線制 4～
20ma恒(héng)定(dìng)電(diàn)流輸出爲(wèi)基型，經過(guò)轉(zhuǎn)換，可以用三線或四線方式輸出，輸出(chū)信
号形成爲 1～5v、0～5v、0～10ma等(děng)标準信号。電(diàn)容傳感
器由(yóu)絕緣電極和裝(zhuāng)有測量介(jiè)質的圓柱(zhù)形金(jīn)屬容(róng)器組成(chéng)。
當料位上升(shēng)時， 因非導
電物料的(de)介電常數(shù)明顯(xiǎn)小于空氣的介(jiè)電常(cháng)數， 所以電容量随着物料(liào)高度(dù)的變化
而(ér)變化(huà)。變送器(qì)的模塊(kuài)電路由(yóu)基準源(yuán)、脈寬調(diào)制、轉換(huàn)、恒流(liú)放大(dà)、反饋(kuì)和限
流等單(dān)元組成。 采用(yòng)脈寬(kuān)調特原理進行(háng)測量(liàng)的優點是頻率(lǜ)較低，
對周(zhōu)圍(wéi)元射頻
幹擾(rǎo)、穩定性好(hǎo)、線性好、無明顯溫度(dù)漂移等(děng)。
五、超聲波變(biàn)送器
超聲波變(biàn)送器(qì)分爲一般(bān)超(chāo)聲(shēng)波變(biàn)送器 （無表(biǎo)頭）和一體(tǐ)化超(chāo)聲波(bō)變送器兩(liǎng)
類，一(yī)體化超聲(shēng)波變(biàn)送器較爲(wèi)常用(yòng)。
一體(tǐ)化超聲波(bō)變更(gèng)新器由表頭 （如(rú) lcd顯示器(qì)）和(hé)探頭(tóu)兩部分組成， 這(zhè)種直
接輸(shū)出 4～20ma信号的變送器是将小(xiǎo)型化(huà)的敏感元件 （探頭(tóu)）和(hé)電子(zǐ)電路組裝
在一起，從而使體(tǐ)積更孝(xiào)重量更輕、價格更便(biàn)宜。超聲波(bō)變送器可(kě)用于(yú)液位(wèi)。
物位的測量和(hé)開渠(qú)、明(míng)渠等流(liú)量測量，并可用于測量(liàng)距離。
六、銻(tī)電(diàn)極酸(suān)度變(biàn)送器
銻電極酸(suān)度變送(sòng)器是集(jí) ph檢測、自動清洗、電(diàn)信号轉(zhuǎn)換爲一體的工業在(zài)
線分析儀(yí)表(biǎo)，它是由銻電極與參考電極(jí)組成(chéng)的
ph值測(cè)量系統(tǒng)。在(zài)被測酸性溶
液中(zhōng)，由于銻電(diàn)極表面會(huì)生成(chéng)三氧(yǎng)化(huà)二銻氧(yǎng)化層(céng)，
這樣在金屬銻面與三氧化二(èr)
銻之(zhī)間會(huì)形成(chéng)電位(wèi)差。 該(gāi)電(diàn)位差的(de)大小取決于三所氧化(huà)二銻的(de)濃度，
該濃度與
被測(cè)酸性溶液(yè)中(zhōng)氫離子(zǐ)的适度(dù)相對應。 如果(guǒ)把銻、三氧(yǎng)化二銻和水溶液的适度
都(dōu)當作 1，其電極(jí)電位就可用能(néng)斯特公式(shì)計算出來。
銻電極酸度變(biàn)送器(qì)中的(de)固體模塊(kuài)電路由兩大部(bù)分組(zǔ)成。
爲(wèi)了現場作用的(de)安
全起見，電源(yuán)部分(fèn)采用交(jiāo)流(liú) 24v爲二(èr)次儀表供(gòng)電。 這(zhè)一電(diàn)源除(chú)爲清洗電機(jī)提供
驅動電源外(wài)，還(hái)應通過(guò)電流轉換(huàn)單(dān)元轉換成相(xiàng)應的(de)直流(liú)電壓，
以供變送(sòng)電路(lù)使
用(yòng)。第(dì)二部分(fèn)是測(cè)量變(biàn)送器(qì)電路，它把來自(zì)傳感器的基準(zhǔn)信号(hào)和
ph酸度(dù)信号
經放大(dà)後送(sòng)給(gěi)斜率調整和定位調整(zhěng)電路(lù)， 以使信号内阻降低并可(kě)調節。 将放大
後(hòu)的 ph信号與(yǔ)溫度被償信号(hào)進行(háng)叠加(jiā)後再差進轉(zhuǎn)換電路，後輸出與(yǔ)
ph值相對應的(de)
4～20ma恒流電
流信号給(gěi)二次儀表以完成顯(xiǎn)示(shì)并(bìng)控制(zhì)
ph值。
七(qī)、酸、堿(jiǎn)、鹽濃度變(biàn)送(sòng)器(qì)
酸、堿、鹽濃度(dù)變送器(qì)通過測量溶液(yè)電導值(zhí)來确定(dìng)濃度。
它可以在線連續
檢(jiǎn)測工業過(guò)程中酸、 堿、鹽(yán)在水溶(róng)液中的濃(nóng)度含(hán)量。 這種變送器(qì)主要(yào)應用于鍋(guō)
爐給(gěi)水(shuǐ)處理(lǐ)、化工溶(róng)液的配制(zhì)以及(jí)環保(bǎo)等工業生(shēng)産過(guò)程。
酸(suān)、堿、鹽濃度(dù)變送(sòng)器的工作(zuò)原理是： 在(zài)一定的範(fàn)圍内(nèi)， 酸堿(jiǎn)溶液的濃度
與其電(diàn)導率(lǜ)的大小成(chéng)比例。 因而，隻要(yào)測出溶液電導(dǎo)率的大小變可得知(zhī)酸堿濃
度的高(gāo)低。 當被測溶(róng)液流入電(diàn)導(dǎo)池時(shí)， 如果忽(hū)略電極極化(huà)和(hé)分布電(diàn)容， 則
可以(yǐ)等(děng)效爲(wèi)一(yī)個純電阻(zǔ)。 在有(yǒu)恒壓(yā)交變電流(liú)流過(guò)時， 其輸出(chū)電流(liú)與電導率(lǜ)成線
性關(guān)系，而電導(dǎo)率又與(yǔ)溶液中(zhōng)酸、 堿濃度(dù)成比(bǐ)例關(guān)系。 因此隻(zhī)要測(cè)出溶液電(diàn)流，
便(biàn)可算出酸、堿、鹽(yán)
的濃(nóng)度。
酸(suān)、堿、鹽濃度變送(sòng)器主(zhǔ)要由電導(dǎo)池、電(diàn)子(zǐ)模塊、顯示表頭(tóu)和殼體(tǐ)組成。
電子(zǐ)模塊電路(lù)則由激勵電源(yuán)、電導池(chí)、電導放大器(qì)、相敏整流器(qì)、解調器、溫
度補償(cháng)、過載保(bǎo)護(hù)和電流轉換等(děng)單元(yuán)組成。
八、電(diàn)導變送器(qì)
它是通過測(cè)量溶液(yè)的電導值來間(jiān)接測(cè)量離子濃度的(de)流程(chéng)儀表(biǎo)
（一體(tǐ)化變送
器(qì)），可(kě)在線連(lián)續檢(jiǎn)測工(gōng)業過(guò)程中水溶液的(de)電導(dǎo)率。
由(yóu)于電(diàn)解質(zhì)溶液(yè)與金屬導(dǎo)體一(yī)樣的電的良導體，
因此電流流(liú)過電(diàn)解質溶液時
必有電阻作用， 且(qiě)符合歐姆定律(lǜ)。 但液體的電(diàn)阻(zǔ)溫度特性(xìng)與金(jīn)屬導體(tǐ)相(xiàng)反，
有負向溫(wēn)度特性。 爲區别(bié)于金屬導體， 電(diàn)解質溶液的導(dǎo)電能(néng)力用電導(dǎo) （電阻的
倒數(shù)）或電(diàn)導(dǎo)率 （電阻率(lǜ)的倒數） 來表(biǎo)示。當兩個互(hù)相絕緣的電極組成電導(dǎo)池
時(shí)，若在其中(zhōng)間放置待測(cè)溶液， 并(bìng)通以恒壓交變電流， 就形(xíng)成了(le)電流(liú)回路。 如(rú)
果(guǒ)将電壓大(dà)小(xiǎo)和(hé)電極尺寸固定，則回(huí)路(lù)電流與(yǔ)電導(dǎo)率就(jiù)存在一(yī)定的函數關系。
這(zhè)樣，測(cè)了待(dài)測溶(róng)液中(zhōng)流過(guò)的(de)電流，就(jiù)能測出待測溶(róng)液的電導率。
電導變送器的(de)結構和電(diàn)路(lù)與酸(suān)、堿、鹽(yán)濃度(dù)變送器(qì)相(xiàng)同。
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