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智能压力变送器与智能压力传感器的组成

编辑:山东信达电力设备有限公司   时间:2014/04/17   字号:
摘要:智能压力变送器与智能压力传感器的组成

智能压力变送器与智能压力传感器的组成
    在科学实验和工业生产过程中,为了对各种变量进行检测或控制.首先要把这些变量转换成容易比较且便于传送的信息,这就要用到敏感元件、传感器、智能压力变送器和转换器。
    1敏感元件
    顾名思义,敏感元件是能够灵敏地感受棱测变量并作出响应的元件6伊』如铂电阻能感受温度的升降而改变其阻值,阻值的变化就是对温度升降的响应.所“铂电阻就是一种温度敏感元件。R如弹性膜盘能感受压力的高低而引起形变,形变程度就是对压力高低的响应.因此.弹性膜盘是一种压力敏感元件。
    为了获得被恻变量的精确数值,不仅要求敏感元件对新测变量的响应足够灵敏,还希望它T受或少受环境因素的影响。也就是i兑.敏感元件的输出响应最好单值地取决于输入被测变量。倒抑铂电阻的阻值除受温度影响外.也受应力的影响,这就要求用适当的工艺消除应力。弹性膜盒的形变除取决于压力外,也和环境温度有关.必要时应采取温度补偿措施。
    敏感元件的输出响应与辅^变量之间如果是线性的£比或反比美系,当然最便于直用。即使是非咎性关系,只要这种关系不随时间而变化,也可以满足使月的基本《求。
    2传感器
    从字面上不难看出,传感器不但应该对被测变量敏感,而且具有把它对被测变量的响应俦进出去的功能。也就是说,传感器f只是一般的敏感元件.它的输出响应还必须是易于俦选的物理量。例如±述弹性膜盒的输出响应是形变.是微小的几何量(位移)不便F向远方恃选。如果把膜盎中心的位移转变为电容槛扳的间隙变化.就成为袖出响直是电容量的压力传感器。倘若再通过适当的电路使电窖量的太小变为振荡频率的高低,就演变成输出响应是频率值的压力停感器。电弃盘目频率值都可u用导线传送到别处删量.尤苴是颡车更适合远距传送。
    某些敏感元件的输出响应本来就能够传送到别处测量.例如铂电阻的阻直、直变电阻的阻值、热电偶的电动势等.把这类戢感元件称做传感器也未尝不可。
    由f电信号最便十远传,所“绝大多数传感器的J裔出是电量的形式.如电压、电流、电阻、电感、电容、频率等。也有利用压缩空气的压力大小传送信息的,这种方法在抗电m干扰Ⅻ防爆安全方日&电峰送要优越.{旦气源和管路上的投资较大,而且传送速度较低。近来利用光导纤维传送信息的传感*正在发展,其抗干扰、防爆、快速性都有女m优点。4之·侍感器的输出物理量不拘一格.其数值范围也没有限制.只要便于传送.而且其它仪表信号时,只有“亮”和“不亮”(简称为“明”和“暗”)选两种差别极大的光通量.对拦光器件和光敏器件的特性要求不高.窖易满足。
需要连续幢测或调节某些变量时.就必须用连续作用的传感器和智能压力变送器,其各项技术指标#往有较高的要求。
3.有触点殛无触点
位式作用传感器可分为有牲点的夏无触点的两类。凡是自戢感元件直接带动电路的触点或是靠继电器上的触点(也称电接点)发出通断信号的侍感器,都是有触点的传感器。若是利用晶体管或晶闸管的导通和截止发出通断信号.则为无触自的传感器。有触点的传感器不仅工作寿命较短.不适于动作颊繁的场合,而且触点±的电火花容易形成电磁干扰.还可能引爆易燃气体,无触点的传感器就没有这些缺点。
4.模拟式及数字式
连续作用的俦感器R可分为模拟式及数字式。目前绝大多数传感器及智能压力变送器是模拟式的t甩计算机与其配合而采集数据时,必须经过模/数(A/D)转换器件。也有些侍感器的输出是数宇量,例如角度传感器中的码盘就有数字化功能.它可“把角度的大小变为对应的循环码t“并行方式输出。光电式转速传感器则可把被测转速变为脉冲频率,阻串行方式输出。其它如光栅、越撕等也是以数字量形式输出的。随着计算机技术的应用日益普遍,数字式传感器也将逐渐增多。数字式变造器目前为数极少·±要原因是有关鼓宇降进的标准栅定碍太晚,国外不同的厂家通常有不同的标准,也不统一。我国制定的数据总线标准Ⅲ在推行之中,今后接此标准设计的致字式变进器将日渐增多,对计算机在科研生产中的应用无疑会有极大的推动作用。
5常规式及灵巧式
停感器或变遘器可以靠模拟电路或普通数字电路实现,也可以由徽处理器为核心的单片机采统实现·即国外所弥的A巧(smart)式。后者由十其功能丰富、使用灵活,故有曼巧之称,但其输出仍为模拟量直流电流4~20mA,不过内部电路是数字式的。其主要特{是可以利用外部编程器(现场通信器)通过输出信号城对测量范围厦线性化规律等进行改变,从而使其应用更加灵活方便,
6接触式及非接触式
按照敏感元件的工作机理,传感器或智能压力变送器可分为接触式压非接触式。前者的敏感元件必须和被测介质或物体接触才能感受被侧变量。侧如用热电偶测温便是接触式,而红外辐射测温则为非接触式。用浮子冽艟位是接牲式.而用超声波测裢位则可“不接垃.视具悼景件来决定使用方式和结构。
一般来说,非接触式传感器或变送嚣不会破坏被测量的空间分布状况.R有利于密封M防膈蚀t&接啦式更受欢迎。

  易于接收所传送的信息,都可呲满足科研或生F的应用。
    3智能压力变送器
    变进器是从传感器发展而来的,凡能输出标准信号的传感器就称为变送器。标准信号是物理量的形式和数置范围帮符合国际标准的信号。例如直流电流4~20niA、空气压力20~100kPa都是当前通用的标准信号。我国&有不步变送器“直流电流0~10mA为输出信号。无论被测变量是哪种物理或化学参数,也不论测量范围如何,经过变送器之后的信息都必须包古在标准信号之中。
    有了统一的信号形式和数值范围,就便于把各种智能压力变送器和其它仪表组成检测系统或调节系境。无论什么仪表或装置.只要有同样标准的输入电路或接口,就可以从各种变进器获得被铡变量的信息。这样.兼容性和互换性大为提高,仪表的配套也极为方便。
    4转换器
    输出为非标准信号的传感器.必须和特定的仪表或装置配套.才能实现检测或调节功能,为了加强通用性和是活性.某些传感器的输出可以靠转换器把非标准信号转换成标准信号.使之与带有标准信号的输凡电路或接口的仪表配套。倒如颇率转换器就能把交流频率或脉冲频率转按成直流电流4~2DmA或O~10mA。
    不同的标准信号也可以借助于转换器互相转换;例如利用气/电转换器.能把20~100kPa的空气压力转换成0~10mA的直流电流。反之,电/气转换器则可反方向转换。直流电流标准信号中的4~20mA与o~10mA也可“利用转换器相互转换。

 

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