儀器(qì)儀表介紹:如何選(xuan)用各類變送器
    傳(chuán)感器和變送器 在(zài)儀器、儀表和工業(ye)自動化領域中起(qi)着舉足輕重的作(zuo)用❤️。與傳感器不同(tóng)，變送器除了能将(jiang)非電量轉❌換成可(kě)測量的電量外，一(yi)🈚般還具有一定的(de)放大作用。本文簡(jiǎn)單地介紹了各類(lèi)變✍️送器的特點，以(yi)供使用者選用。
一(yī)、壓力變送器
    壓力(li)變送器 也稱差變(biàn)送器，主要由測壓(ya)元件傳感器、模塊(kuai)電路、顯示表頭、表(biǎo)殼和過程連接件(jian)等組成。它能将接(jie)收的氣體、液體等(deng)壓力🔞信号轉變成(cheng)标準的電流電壓(yā)信号，以供給指示(shì)報警儀、記錄儀、調(diào)節器等二次儀表(biǎo)進行測💃量、指示和(hé)過程調節。
    壓力變(biàn)送器的測量原理(li)圖如圖3所示。其測(ce)量原理是：流程🔴壓(ya)力和參考壓力分(fen)别作用于集成矽(xi)壓力🔴敏感元件的(de)兩端，其差壓使矽(xī)片變形（位移很小(xiǎo)，僅μm級），以使矽片上(shang)用半導體技術制(zhi)成的全動态惠斯(si)登電橋在外部電(dian)流源驅動下輸出(chū)正比于壓力的mV級(ji)電壓信号。由于矽(xi)材料的強性極佳(jia)，所以輸出信号的(de)線性度及變差指(zhi)标均很高。工作時(shí)，壓力✍️變送器将被(bei)測物理量轉換成(chéng)mV級的電壓🤩信号，并(bìng)送往放大倍數很(hěn)高而又可🏃🏻以互相(xiang)抵消溫度漂移的(de)差動🧑🏽‍🤝‍🧑🏻式放大器。放(fang)大後的信号經電(dian)壓電流轉換變⛱️換(huàn)成相應的電流信(xin)号，再經過非線性(xing)校正，最後産生與(yǔ)輸入壓力成線性(xing)對應關☔系的标準(zhun)電流電壓信号。
    壓(ya)力變送器根據測(ce)壓範圍可分成一(yī)般壓力變送器（0.001MPa～20MP3）和(he) 微差壓變送器 （0～30kPa）兩(liang)種。
二、一體化溫度(du)變送器
    一體化溫(wen)度變送器 一般由(you)測溫探頭（熱電偶(ou)或熱電阻傳感器(qi)）和兩線制固體電(dian)子👣單元組成。采用(yong)固體模塊形式将(jiāng)測溫探頭直接安(ān)裝在接🚶‍♀️線盒内，從(cóng)而形成一體化的(de)變送器。一體化溫(wēn)度變送器一般分(fen)爲熱電阻和熱電(diàn)偶型兩種類型。
    熱(rè)電阻 溫度變送器(qì)是由基準單元、R/V轉(zhuan)換單元、線性電路(lu)、反接保護、限✏️流保(bao)護、V/I轉換單元等組(zǔ)成。測溫熱電阻信(xin)号轉換放大後，再(zai)由💃線性🈲電路對溫(wēn)度與電阻的非線(xian)性關系進行補償(chang)，經V/I轉換電路後輸(shu)出一個與被💰測溫(wen)度成線性關系的(de)4～20mA的恒流信号。
    熱電(diàn)偶 溫度變送器一(yi)般由基準源、冷端(duān)補償、放大單元、線(xiàn)性♈化處理、V/I轉換、斷(duan)偶處理、反接保護(hù)、限流保護等電路(lu)單💘元組♻️成。它是将(jiāng)熱電偶産生的熱(rè)電勢經冷端補償(cháng)放大後，再🥰帽由線(xian)性電路消除熱電(diàn)勢與溫度的非線(xian)性誤差，最後放大(da)轉換爲4～20mA電流輸❤️出(chū)信号。爲防止熱電(dian)偶測量中由于電(dian)偶斷絲而🈚使控溫(wēn)失效造成事故，變(biàn)🙇‍♀️送器中還設有斷(duàn)電保護電路。當熱(re)電偶斷絲或接解(jie)不良時，變送器會(hui)輸出最大值（28mA）以使(shǐ)儀表切斷電源。
    一(yī)體化溫度變送器(qì)具有結構簡單、節(jie)省引線、輸出信号(hao)🏃‍♂️大、抗幹🙇🏻擾能力強(qiáng)、線性好、顯示儀表(biǎo)簡單、固體模塊抗(kàng)震防潮、有反❓接保(bao)護和限流保護、工(gong)作可靠等優點。
    一(yī)體化溫度變送器(qì)的輸出爲統一的(de)4～20mA信号；可與微📱機系(xi)❗統或其它常規儀(yí)表匹配使用。也可(ke)用戶要求做成防(fáng)爆型或防火型測(cè)量儀表。

三、 液位變(bian)送器
1、浮球式液位(wei)變送器
    浮球式液(yè)位變送器 由磁性(xing)浮球、測量導管、信(xin)号單元、電子單元(yuan)、接線盒及安裝件(jiàn)組成。
    一般磁性浮(fú)球的比重小于0.5，可(ke)漂于液面之上并(bìng)沿測量導管㊙️上下(xia)移動。導管内裝有(you)測量元件，它可以(yi)在外磁作✏️用下将(jiāng)被⭐測液位信号轉(zhuǎn)換成正比于液位(wei)變化的電阻信号(hao)，并将電子單元轉(zhuan)換成4～20mA或其它标準(zhǔn)信号輸出。該變送(sòng)器爲模塊電路，具(jù)💰有耐酸、防👣潮、防震(zhen)、防腐蝕等優點，電(diàn)路内部含有🌈恒流(liú)反饋電路和内保(bao)護電路，可使輸出(chu)最💔大電流不超過(guò)28mA，因而能夠可靠地(dì)保護電源并♉使二(er)次儀表不被損壞(huai)。
2、浮簡式液位變送(song)器
    浮筒式液位變(bian)送器是将磁性浮(fu)球改爲浮筒，它是(shi)根據阿⛱️基米德浮(fu)力原理設計的。浮(fu)筒式液位變送器(qi)是🏒利用微小的金(jīn)屬膜應變傳感技(ji)術來測量液🏃‍♀️體的(de)液⛱️位、界位或密度(dù)的。它在工作時可(ke)以通過現場按鍵(jian)來進行常規的設(shè)定操🧡作
3、靜壓或液(yè)位變送器
    該變送(sòng)器利用液體靜壓(ya)力的測量原理工(gong)作。它一般選用矽(xi)壓力測壓傳感器(qi)将測量到的壓力(lì)轉換👣成電信号，再(zai)經放大電路放大(da)和補償電路補償(cháng)，最後以4～20mA或0～10mA電流方(fang)式輸出。
四、 電容式(shi)物位變送器
    電容(rong)式物位變送器 适(shi)用于工業企業在(zài)生産過程中進行(hang)測量和控制生☁️産(chǎn)過程，主要用作類(lei)導電與非導電介(jie)質的液體液位或(huò)粉粒狀固體料位(wei)的遠距離連續測(cè)量和指示。
    電容式(shì)液位變送器由電(dian)容式傳感器與電(dian)子模塊電路組成(cheng)，它以兩線制4～20mA恒定(ding)電流輸出爲基型(xíng)，經過轉換，可以用(yòng)三線或四線🐪方式(shi)輸出，輸出信号形(xing)成爲1～5V、0～5V、0～10mA等标準信号(hao)📧。電容傳感器由絕(jué)緣電極和裝有測(cè)量介質的圓柱形(xíng)金屬容器組🤞成。當(dang)料位上升時，因非(fei)導電物料的介電(dian)常數明顯小于空(kong)氣的介電常👅數，所(suǒ)以電容量随着物(wu)料高度的變化而(er)變化。變送器的模(mo)塊電路由基準源(yuán)、脈寬調制、轉換、恒(héng)流放大、反饋和限(xian)流等單元組成。采(cǎi)用脈寬調特🌈原理(li)進行⛹🏻‍♀️測量的優點(dian)是頻率較💋低，對周(zhōu)圍元射頻幹擾、穩(wen)定性好、線性好、無(wú)明顯溫度漂移等(deng)。
五、超聲波變送器(qi)
    超聲波變送器 分(fen)爲一般超聲波變(biàn)送器（無表頭）和一(yī)體化超聲波變送(song)🔴器兩🔞類，一體化超(chao)聲波變送器較爲(wèi)常用。
    一體化超聲(shēng)波變更新器由表(biao)頭（如LCD顯示器）和探(tàn)頭🔞兩部分組成，這(zhe)種直接輸出4～20mA信号(hào)的變送器是将小(xiǎo)型化的敏感元件(jiàn)（探頭）和電子電路(lu)組裝在一起，從而(er)使體積更小、重量(liàng)更輕、價格更便宜(yi)。超聲波變送器可(ke)用于液位。物位的(de)測量和開渠、明渠(qú)等流量測👣量，并可(ke)用于測量距離。
六(liù)、銻電極酸度變送(song)器
    銻電極酸度變(bian)送器是集PH檢測、自(zì)動清洗、電信号轉(zhuan)換爲一體的工業(ye)在線分析儀表，它(tā)是由銻電極與參(can)考電極組成的PH值(zhi)測量系統。在被測(ce)酸性溶液中，由于(yú)銻電極表🔱面會生(sheng)成三氧化二銻🔆氧(yang)化層，這樣在金屬(shu)銻面與三氧化二(er)銻之😄間會形成電(diàn)位差。該💃電位差的(de)大小取決于三所(suǒ)氧化二銻的濃度(du)，該濃度與被測酸(suān)👅性溶液中氫離子(zǐ)🆚的适度相對應。如(ru)果把銻、三氧化二(èr)銻☁️和水溶液的适(shi)度都當作1，其電極(jí)電位就可用能斯(sī)特🚶公式計算出來(lái)。
    銻電極酸度變送(song)器中的固體模塊(kuài)電路由兩大部✔️分(fèn)組💔成。爲了現場作(zuò)用的安全起見，電(diàn)源部分采用交流(liú)24V爲二次儀表供電(dian)。這一電源除爲清(qing)洗電機提供驅動(dong)電源外，還應通💔過(guo)電流轉換單元轉(zhuan)換成相應的直流(liú)電壓，以供變送電(diàn)路使用。第二部分(fen)是測量變送器電(dian)路，它把來自傳感(gan)器的基☎️準信号和(he)PH酸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度信号經放大(da)後送給斜率調整(zhěng)和定位調整電路(lù)，以使信号内阻降(jiàng)低并可♻️調節。将放(fang)💃🏻大後的PH信号與溫(wēn)度被償 
    信号進行(hang)叠加後再差進轉(zhuan)換電路，最後輸出(chū)與PH值相🔴對🍓應的4～20mA恒(héng)流電流信号給二(er)次儀表以完成顯(xian)示💘并控制PH值。
七、酸(suān)、堿、鹽濃度變送器(qì)
    酸、堿、鹽濃度變送(song)器通過測量溶液(ye)電導值來确定⁉️濃(nóng)度。它可以在線連(lián)續檢測工業過程(cheng)中酸、堿、鹽在水溶(rong)液中🚩的濃💜度含量(liàng)。這種變送器主要(yào)應用于鍋爐給水(shui)處理、化工溶液的(de)配制以及環保等(děng)工業生産過程。
    酸(suan)、堿、鹽濃度變送器(qi)的工作原理是：在(zai)一定的範圍💞内，酸(suan)堿溶液✨的濃度與(yu)其電導率的大小(xiao)成比例。因而，隻要(yào)測出溶液電導率(lü)的大小變可得知(zhi)酸堿濃度的高低(dī)。當被測溶液🧡流入(rù)專用電導池時，如(rú)果忽略電極極化(hua)和分布電容，則可(ke)以等效爲☁️一個純(chún)電阻。在有恒壓交(jiao)變電流流過時，其(qí)輸出電流與電導(dǎo)🔞率成線性關系，而(ér)電導率又與溶液(yè)中酸、堿濃度成✨比(bi)例關系。因此隻👌要(yào)測出溶液電流，便(bian)可算出酸、堿、鹽🎯的(de)濃度。
    酸、堿、鹽濃度(du)變送器主要由電(dian)導池、電子模塊、顯(xian)示表頭🤩和殼體組(zu)成。電子模塊電路(lu)則由激勵電源、電(diàn)導池、電導放大器(qì)、相敏整流器、解調(diao)器、溫度補償、過載(zǎi)保護和電流轉換(huàn)等單元組成。
八、電(diàn)導變送器
    它是通(tong)過測量溶液的電(dian)導值來間接測量(liang)離子濃度的流程(cheng)🔅儀表（一體化變送(song)器），可在線連續檢(jiǎn)測工業過❄️程中水(shuǐ)溶液的㊙️電導率。
    由(you)于電解質溶液與(yǔ)金屬導體一樣的(de)電的良導體❤️，因此(ci)電🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流流過電解質(zhi)溶液時必有電阻(zǔ)作用，且符合歐姆(mu)定律。但液體的電(dian)阻溫度特性與金(jin)屬導體相反，具有(yǒu)負向溫度特🌈性。爲(wei)區别于金屬導體(tǐ)，電解質溶液的🔞導(dao)電能力用電導（電(diàn)阻的倒數）或電導(dao)率（電阻率的倒數(shu)）來表示。當兩個互(hù)相絕緣的電極組(zǔ)成電導池時，若🈲在(zài)其中間放置待測(cè)溶液，并通以恒壓(yā)交變電流，就形成(chéng)了電流回路。如果(guo)将電壓大小和電(dian)極尺寸固定，則回(huí)路電流與電導率(lü)🔞就存在一定的函(han)數🔴關系。這樣，測了(le)待測溶液中流過(guo)的⭕電流🙇🏻，就能測出(chu)待測溶液的電導(dao)率。
    電導變送器的(de)結構和電路與酸(suan)、堿、鹽濃度變送器(qi)相同。
九、智能變送(song)器 
    智能式變送器(qì) 是由傳感器和微(wei)處理器（微機）相結(jie)構而成的。它充分(fèn)💯利用了☀️微👌處理器(qi)的運算和存儲能(néng)力，可對傳感器的(de)數據進行處理，包(bao)括⭐對測量信号的(de)調理（如濾🔴波、放大(dà)🏃🏻‍♂️、A/D轉換等）、數據顯示(shi)、自動校正和自動(dòng)補償等
    微處理器(qì)是智能式變送器(qì)的核心。它不但可(ke)以對測量數據進(jin)🏃行計算、存儲和數(shù)據處理，還可以通(tong)過反饋回路對傳(chuan)感器進行調節，以(yi)使采集數據達到(dao)最佳。由⭐于微處理(lǐ)器具有各種軟件(jian)和硬件功能，因而(er)它可以完成傳統(tǒng)♈變送器難以完成(cheng)的任務。所以🆚智能(neng)式變送器降低了(le)傳感器的制造難(nán)度，并在很⭐大程主(zhǔ)上提高了傳感器(qi)的性能。另外，智能(neng)式變送器還具有(yǒu)以下特點：
1.具有自(zi)動補償能力，可通(tōng)過軟件對傳感器(qì)的非線性、溫🔞漂、時(shí)漂等進行自動補(bu)償。
    可自診斷，通電(diàn)後可對傳感器進(jin)行自檢，以檢查傳(chuan)感器各部分是否(fou)正常，并作出判斷(duàn)。
    數據處理方便準(zhun)确，可根據内部程(cheng)序自動處理數據(jù)，如進☂️行✔️統計處理(lǐ)、去除異常數值等(děng)。 
2.具有雙向通信功(gōng)能。微處理器不但(dan)可以接收和處理(lǐ)傳🏃‍♂️感器數據，還可(kě)将信息反饋至傳(chuan)感器，從而對測量(liàng)過程進行調節和(he)控制。
   可進行信息(xi)存儲和記憶，能存(cun)儲傳感器的特征(zhēng)數🐪據、組态信息㊙️和(hé)補償特性等。
3.具有(yǒu)數字量接口輸出(chū)功能，可将輸出的(de)數字信号方便地(dì)和計算機或現場(chǎng)總線等連接。