儀器儀表(biao)介紹:如何選用(yong)各類變送器
    傳(chuan)感器和變送器(qi) 在儀器、儀表和(he)工業自動化領(ling)域中起着舉足(zú)輕重的㊙️作用。與(yǔ)傳感器不同，變(biàn)送器除了能将(jiang)非電量轉換成(chéng)可測量的電量(liàng)外，一般還具有(you)一定的放大作(zuo)用。本文簡單地(dì)介紹了各類變(bian)送器的特點，以(yi)供使用者選用(yòng)。
一、壓力變送器(qì)
    壓力變送器 也(yě)稱差變送器，主(zhǔ)要由測壓元件(jiàn)傳感器、模塊電(diàn)路✨、顯示表😍頭、表(biǎo)💔殼和過程連接(jie)件等組成。它能(néng)将接收的氣體(tǐ)、液體等壓力信(xin)号轉變成标準(zhun)的電流電壓信(xin)号，以供給指示(shi)報警儀、記錄儀(yi)、調節器等二次(ci)儀🎯表進行測量(liàng)、指示和🈲過程調(diao)節。
    壓力變送器(qi)的測量原理圖(tu)如圖3所示。其測(ce)量原理☀️是：流程(cheng)壓力和參考壓(yā)力分别作用于(yú)集成矽壓力敏(min)感元件🧡的兩端(duān)，其🥵差壓使矽片(pian)變形（位移很小(xiǎo)，僅μm級），以使矽片(pian)上用半導🌍體技(ji)術制成的☎️全動(dòng)态惠斯🈲登電橋(qiao)在外部電流源(yuán)驅動下🔞輸出正(zheng)比于壓力的🌐mV級(ji)電壓信号。由于(yú)矽材料💔的強性(xìng)極佳，所以輸出(chū)信号的線性度(du)及變差指标均(jun1)很高。工作時，壓(ya)力變送器将被(bei)測物理量轉換(huan)成mV級的電壓信(xìn)号，并送往放大(da)倍數很高而又(you)可🐉以互相抵消(xiao)溫度漂移的差(cha)動式放大器。放(fang)大後的信号經(jing)電壓電流轉換(huan)變換成相應的(de)電流信号，再經(jing)過非線性校正(zhèng)，最後産生與輸(shu)入壓力成🔞線性(xing)對應關系的标(biāo)準電流電壓信(xin)号。
    壓力變送器(qi)根據測壓範圍(wéi)可分成一般壓(yā)力變送☁️器（0.001MPa～20MP3）和 微(wēi)差壓變送器 （0～30kPa）兩(liang)種。
二、一體化溫(wen)度變送器
    一體(ti)化溫度變送器(qi) 一般由測溫探(tan)頭（熱電偶或熱(re)電阻傳感器）和(hé)兩線制固體📐電(dian)🌐子單元組成。采(cǎi)用固體模塊形(xíng)式将測溫探頭(tou)直接👅安裝在接(jie)線盒内，從而形(xing)成一體化的變(biàn)送器。一體化溫(wēn)度變送器一般(ban)分爲熱🌈電阻和(hé)熱電偶型兩種(zhǒng)類型。
    熱電阻 溫(wen)度變送器是由(yóu)基準單元、R/V轉換(huan)單元、線性電路(lu)、反接保護、限♉流(liu)保護、V/I轉換單元(yuán)等組成。測溫熱(rè)電阻信号轉🌐換(huàn)放大後，再由線(xian)性電路對溫度(du)與電阻的非🔞線(xiàn)性關系進行補(bu)償，經V/I轉換電路(lu)後輸🈲出一個與(yu)被測溫度成☎️線(xiàn)性關系的4～20mA的恒(héng)流信号。
    熱電偶(ou) 溫度變送器一(yī)般由基準源、冷(leng)端補償、放大單(dan)元、線性化處理(lǐ)、V/I轉換、斷偶處理(li)、反接保護、限流(liu)保護等電路單(dān)元組成。它🥰是将(jiāng)熱電🛀🏻偶産生的(de)熱電勢經冷端(duan)補償放大後，再(zai)⁉️帽由線性電路(lu)消除熱電勢與(yǔ)溫度的非線性(xìng)誤差，最後✉️放大(da)轉換爲4～20mA電流輸(shū)出信号。爲防止(zhǐ)熱電偶😘測量中(zhōng)由于電偶斷絲(si)而使控溫失效(xiao)造成事故，變送(sòng)器中還設有斷(duan)電保護電路。當(dang)熱電偶斷絲或(huo)接解不良時，變(biàn)送器會輸出最(zui)大值（28mA）以使儀💃🏻表(biǎo)切斷電源。
    一體(ti)化溫度變送器(qì)具有結構簡單(dān)、節省引線、輸出(chū)信号☀️大、抗幹擾(rao)能力強、線性好(hao)、顯示儀表簡單(dān)、固體模塊抗震(zhen)防潮、有反接保(bao)護和限流保護(hù)、工作可靠等優(yōu)點。
    一體化溫度(du)變送器的輸出(chu)爲統一的4～20mA信号(hào)；可與微機系統(tǒng)或其它常規儀(yi)表匹配使用。也(ye)可用戶要求做(zuò)成防爆型或✏️防(fang)火型測量儀表(biao)。

三、 液位變送器(qì)
1、浮球式液位變(biàn)送器
    浮球式液(yè)位變送器 由磁(ci)性浮球、測量導(dao)管、信号單元、電(dian)子單元、接線盒(hé)❓及安裝件組🚶‍♀️成(chéng)。
    一般磁性浮球(qiu)的比重小于0.5，可(kě)漂于液面之上(shang)并沿測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量導管(guǎn)上下移動。導管(guan)内裝有測量元(yuan)件，它可以在外(wai)磁作用下将被(bèi)測液位信号轉(zhuan)換成正比于液(yè)位變化的電阻(zǔ)🌈信号，并将電子(zi)單元轉換成4～20mA或(huò)其它标準信号(hao)輸出。該變送器(qì)爲模📱塊電路，具(jù)有耐酸、防潮、防(fang)震、防腐蝕等優(you)點，電路内部含(hán)有恒流反饋電(dian)路和内保護電(dian)路，可使輸出最(zui)大電流不超過(guò)28mA，因而能夠可靠(kao)地保護🔴電源并(bìng)使二次儀表不(bu)被損壞。
2、浮簡式(shi)液位變送器
    浮(fú)筒式液位變送(sòng)器是将磁性浮(fu)球改爲浮筒，它(ta)是根據阿基米(mǐ)🔞德浮力原理設(shè)計的。浮筒式液(yè)位變送器是利(li)用微小的金屬(shu)膜應變傳感技(jì)術來測量液體(ti)的液🙇🏻位、界位或(huo)密度♋的。它在工(gong)作時🥰可以通過(guò)現場按鍵來進(jin)行常規🙇🏻的設定(dìng)操作
3、靜壓或液(ye)位變送器
    該變(bian)送器利用液體(ti)靜壓力的測量(liang)原理工作。它一(yī)般選用矽🌈壓力(lì)測壓傳感器将(jiang)測量到的壓力(li)轉換成電信号(hao)，再經放大電路(lù)放大和補償電(dian)路補償，最後以(yi)4～20mA或0～10mA電流方式輸(shu)出。
四、 電容式物(wu)位變送器
    電容(rong)式物位變送器(qi) 适用于工業企(qǐ)業在生産過程(chéng)中進行測量和(he)控制生産過🧡程(cheng)🛀🏻，主要用作類導(dao)電與非導電介(jie)質的液體液位(wèi)或粉粒狀✉️固體(ti)料位的遠距離(li)連續測量和指(zhǐ)🌈示。
    電容式液位(wèi)變送器由電容(róng)式傳感器與電(diàn)子模塊電路😘組(zǔ)成，它以兩線制(zhi)4～20mA恒定電流輸出(chu)爲基型，經過🎯轉(zhuan)換，可以用三線(xiàn)或四線方式輸(shu)出，輸出信号形(xing)成爲1～5V、0～5V、0～10mA等标準信(xin)号。電容傳🤟感器(qi)由絕緣電極和(he)裝有測量介質(zhì)的圓柱形金👣屬(shǔ)容器組成。當料(liào)位上升時，因非(fei)導電物料的介(jie)電常數明顯小(xiao)于空氣的介電(dian)常數，所以電容(rong)💋量随着物料高(gao)度的變化而變(biàn)化。變送器的模(mo)塊電路由基準(zhun)源、脈寬調制、轉(zhuǎn)換、恒流放大、反(fǎn)饋和限流等單(dān)元組成。采用脈(mò)寬調特原理進(jìn)行測量的優點(dian)是頻率較低，對(duì)周圍元射頻幹(gàn)擾、穩定性好、線(xian)性好、無明顯溫(wen)度漂移等。
五、超(chao)聲波變送器
    超(chao)聲波變送器 分(fèn)爲一般超聲波(bo)變送器（無表頭(tóu)）和一體化超聲(shēng)波變送器兩類(lei)，一體化超聲波(bo)變送器較爲常(cháng)用。
    一體化超聲(shēng)波變更新器由(yóu)表頭（如LCD顯示器(qì)）和探頭兩部分(fen)組⛷️成，這種直接(jiē)輸出4～20mA信号的變(bian)送器是将小⛹🏻‍♀️型(xing)化🆚的敏感元件(jiàn)（探頭）和💘電子電(diàn)路組裝在一起(qi)，從而使體積更(geng)小、重量更輕、價(jia)格✊更便宜。超聲(shēng)波變送器可用(yong)于🔴液位。物位的(de)測量和開渠、明(ming)渠等流量測量(liàng)，并可用于測量(liàng)距離。
六、銻電極(ji)酸度變送器
    銻(ti)電極酸度變送(song)器是集PH檢測、自(zì)動清洗、電信号(hào)轉換爲一體的(de)工業在線分析(xi)儀表，它是由銻(tī)電極與參考電(diàn)極🐪組成🤞的PH值測(cè)量系統。在被測(ce)酸性溶液中🌍，由(yóu)于銻電極表面(mian)會生成三氧化(huà)二銻㊙️氧化層，這(zhè)樣在金屬銻面(miàn)與三氧化二銻(ti)之間會形成電(diàn)位差。該👈電位差(chà)的大小取決于(yú)三所氧化二銻(ti)🌈的濃度，該濃度(du)與被測酸🔞性溶(rong)液中氫離子✔️的(de)适度相對應。如(ru)果把銻、三氧化(hua)二銻和水溶液(ye)的适度都當作(zuo)1，其電極電位就(jiu)可用能斯特公(gong)式計算出來。
    銻(ti)電極酸度變送(sòng)器中的固體模(mó)塊電路由兩大(da)部分組🤞成。爲了(le)現場作用的安(ān)全起見，電源部(bu)分采用交流24V爲(wèi)二次儀表供電(dian)。這一電源除爲(wèi)清洗電機提供(gòng)驅動電源外，還(hái)應通🔞過電流轉(zhuan)換單元轉換成(chéng)相應的直流電(dian)壓，以供變送電(diàn)路使用。第二部(bù)分是測🔆量變送(song)器電路，它把來(lái)自傳感器的基(jī)準信号和PH酸度(du)信号經放大💔後(hou)送給斜率調整(zhěng)和定位調整電(dian)路🔅，以使信号✍️内(nèi)阻降低并可♋調(diào)節。将放大後的(de)PH信号與溫度被(bei)償 
    信号進行叠(dié)加後再差進轉(zhuǎn)換電路，最後輸(shū)出與PH值相🔞對應(yīng)的4～20mA恒流電流信(xìn)号給二次儀表(biǎo)以完成顯示并(bìng)控制PH值。
七、酸、堿(jiǎn)、鹽濃度變送器(qì)
    酸、堿、鹽濃度變(bian)送器通過測量(liang)溶液電導值來(lái)确定濃🏒度。它可(kě)以在線連續檢(jiǎn)測工業過程中(zhong)酸、堿、鹽在水溶(rong)液中🍓的濃度含(hán)量。這種變送器(qi)主要應用于鍋(guō)👉爐給水處理、化(hua)工溶液的配制(zhì)以及環保等工(gong)業生産過程。
    酸(suān)、堿、鹽濃度變送(song)器的工作原理(li)是：在一定的範(fàn)圍内，酸堿溶液(ye)的濃度與其電(diàn)導率的大小成(cheng)比例。因而，隻要(yao)測出溶液電導(dao)率的大小變可(ke)得知酸堿濃度(dù)的高🏃低。當被測(ce)溶液流入專用(yòng)電導池時，如果(guǒ)忽略電極極化(hua)和分布電容，則(ze)可以等效爲☔一(yī)個純電㊙️阻。在有(you)恒壓🆚交變電流(liu)流過時，其輸出(chu)電流與電導🛀率(lǜ)成線性關系💋，而(ér)電導率又與溶(rong)液中酸、堿濃度(du)成比例關系♻️。因(yīn)此隻要測出溶(rong)液電流🐇，便可算(suàn)出酸、堿、鹽的濃(nóng)度。
    酸、堿、鹽濃度(dù)變送器主要由(yóu)電導池、電子模(mo)塊、顯示表頭和(he)🙇🏻殼體組成。電子(zǐ)模塊電路則由(you)激勵電源、電導(dao)池、電導放大🔴器(qi)、相敏整流器、解(jiě)調器、溫度補償(chang)、過⭐載保護和電(dian)流轉換等單元(yuan)組成。
八、電導變(biàn)送器
    它是通過(guò)測量溶液的電(dian)導值來間接測(ce)量離子濃度的(de)流程儀表（一體(tǐ)化變送器），可在(zài)線連續檢測工(gong)🔞業過‼️程中水溶(rong)液的電導率。
    由(yóu)于電解質溶液(ye)與金屬導體一(yī)樣的電的良導(dǎo)體，因此電✂️流流(liu)過電解質溶液(yè)時必有電阻作(zuo)用，且符合歐姆(mu)定律。但液體🚩的(de)電阻溫度特性(xìng)與金屬導體相(xiàng)反，具有負向💁溫(wēn)度特💛性。爲區别(bie)于金♌屬導體，電(diàn)解質溶液的導(dao)電能力用電導(dǎo)（電⭕阻的倒數）或(huo)電導率（電阻率(lǜ)的倒數）來表示(shi)。當兩個互相絕(jué)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼緣的電極組成(cheng)電導池時，若在(zài)其中間放置待(dài)測溶液，并通✏️以(yǐ)恒壓交變電🤟流(liu)，就形🔴成了電流(liu)回路。如💁果将電(dian)壓大小和電極(jí)尺寸固定，則回(hui)路電流與電導(dǎo)率就存在一定(ding)的函數關系。這(zhè)樣，測了待測溶(róng)液中流過的電(dian)流，就能測出待(dài)測溶✍️液的電導(dao)率。
    電導變送器(qì)的結構和電路(lù)與酸、堿、鹽濃度(du)變送器相🈲同🈲。
九(jiu)、智能變送器 
    智(zhì)能式變送器 是(shì)由傳感器和微(wēi)處理器（微機）相(xiàng)結構而成的。它(ta)充分😘利用了微(wēi)處理器的運算(suàn)和存儲能力，可(ke)對傳感器的數(shu)據🏃🏻進行💃處理，包(bāo)括對測量信号(hao)的調理（如濾波(bō)、放大、A/D轉換等🐆）、數(shù)據顯示、自動校(xiao)正和自動補償(cháng)等
    微處理器是(shì)智能式變送器(qì)的核心。它不但(dan)可以對測量數(shu)據🔴進行計算、存(cun)儲和數據處理(li)，還可以通過反(fǎn)饋回路🔞對傳感(gan)器進行調節，以(yǐ)使采集數據達(da)到最佳。由于微(wei)處理器具有各(ge)種軟件和硬件(jian)功能，因而它可(ke)以完成傳統變(biàn)送器難以完成(cheng)的任務。所以智(zhì)能式變送器降(jiàng)低了傳感器的(de)制造難度，并在(zài)很大程主上提(tí)高了傳感器的(de)性🆚能。另外，智能(néng)式變送器還具(ju)有以下特點：
1.具(ju)有自動補償能(néng)力，可通過軟件(jiàn)對傳感器的非(fēi)線性、溫漂、時漂(piao)等進行自動補(bu)償。
    可自診斷，通(tōng)電後可對傳感(gǎn)器進行自檢，以(yǐ)檢查傳感器各(ge)部🐕分是否正常(chang)，并作出判斷。
    數(shu)據處理方便準(zhǔn)确，可根據内部(bù)程序自動處理(lǐ)數據♋，如進行㊙️統(tǒng)💃計處理、去除異(yi)常數值等。 
2.具有(you)雙向通信功能(neng)。微處理器不但(dan)可以接收和處(chù)理傳感器🏃🏻‍♂️數❓據(ju)，還可将信息反(fǎn)饋至傳感器，從(cong)而對測量過程(cheng)🐉進行調節和控(kong)制。
   可進行信息(xi)存儲和記憶，能(néng)存儲傳感器的(de)特征數據、組态(tai)信👣息✔️和補償特(tè)性等。
3.具有數字(zì)量接口輸出功(gong)能，可将輸出的(de)數字信号方便(biàn)地♌和計算機或(huo)現場總線等連(lián)接。