温度/压力/液位等变送器的选用
各类变送器的选用
传感器和变送器在仪器、仪表和工业自动化范畴中起着无足轻重的作用。与传感器不同，
变送器除了能将非电量转换成可丈量的电量外，普通还具有一定的放大作用。本文简单地介
绍了各类变送器的特性，以供运用者选用。
一、一体化温度变送器
一体化温度变送器普通由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组
成。采用固体模块方式将测温探头直接装置在接线盒内，从而构成一体化的变送器。一体化
温度变送器普通分为热电阻和热电偶型两品种型。
热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接维护、限流维护、
V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关
系停止补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。
热电偶温度变送器普通由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处置、V/I转换、断偶
处置、反接维护、限流维护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，
再帽由线性电路消弭热电势与温度的非线性误差，然后放大转换为4～20mA电流输出信号。
为避免热电偶丈量中由于电偶断丝而使控温失效形成事故，变送器中还设有断电维护电路。
当热电偶断丝或接解不良时，变送器会输出较大值（28mA）以使仪表切断电源。
一体化温度变送用具有构造简单、俭省引线、输出信号大、抗干扰才能强、线性好、显
示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接维护和限流维护、工作牢靠等优点。
一体化温度变送器的输出为统一的4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配
运用。也可用户请求做成防爆型或防火型丈量仪表。
二、压力变送器
压力变送器也称差变送器，主要由测压元件传感器、模块电路、显现表头、表壳和过程
衔接件等组成。它能将接纳的气体、液体等压力信号转变成规范的电流电压信号，以供应指
示报警仪、记载仪、调理器等二次仪表停止丈量、指示和过程调理。
压力变送器的丈量原理图如图3所示。其丈量原理是：流程压力和参考压力分别作用于
集成硅压力敏感元件的两端，其差压使硅片变形（位移很小，仅μm级），以使硅片上用半
导体技术制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于压力的mV级电压信号。
由于硅资料的强性***，所以输出信号的线性度及变差指标均很高。工作时，压力变送器将
被测物理量转换成mV级的电压信号，并送往放大倍数很高而又能够相互抵消温度漂移的差
动式放大器。放大后的信号经电压电流转换变换成相应的电流信号，再经过非线性校正，然后产生与输入压力成线性对应关系的规范电流电压信号。压力变送器依据测压范围可分红普通压力变送器（0.001MPa～20MP3）和微差压变送器（0～30kPa）两种。
三、液位变送器
1、浮球式液位变送器
浮球式液位变送器由磁性浮球、丈量导管、信号单元、电子单元、接线盒及装置件组成。
普通磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿丈量导管上下挪动。导管内装有测
量元件，它能够在外磁作用下将被测液位信号转换成正比于液位变化的电阻信号，并将电子
单元转换成4～20mA或其它规范信号输出。该变送器为模块电路，具有耐酸、防潮、防震、
防腐蚀等优点，电路内部含有恒流反应电路和内维护电路，可使输出较大电流不超越28mA，
因此可以牢靠地维护电源并使二次仪表不被损坏。
2、浮简式液位变送器
浮筒式液位变送器是将磁性浮球改为浮筒，它是依据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式
液位变送器是应用微小的金属膜应变传感技术来丈量液体的液位、界位或密度的。它在工作
时能够经过现场按键来停止常规的设定操作。
3、静压式液位变送器
该变送器应用液体静压力的丈量原理工作。它普通选用硅压力测压传感器将丈量到的压
力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，然后以4～20mA或0～10mA电流方
式输出。
四、电容式物位变送器
电容式物位变送器适用于工业企业在消费过程中停止丈量和控制消费过程，主要用作类
导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远间隔连续丈量和指示。
电容式液位变送器由电容式传感器与电子模块电路组成，它以两线制4～20mA恒定电
流输出为基型，经过转换，能够用三线或四线方式输出，输出信号构成为1～5V、0～5V、
0～10mA等规范信号。电容传感器由绝缘电极和装有丈量介质的圆柱形金属容器组成。当
料位上升时，因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电常数，所以电容量随着物料高度
的变化而变化。变送器的模块电路由基准源、脉宽调制、转换、恒放逐大、反应和限流等单
元组成。采用脉宽调特原理停止丈量的优点是频率较低，对四周元射频干扰、稳定性好、线
性好、无明显温度漂移等。
五、超声波变送器
超声波变送器分为普通超声波变送器（无表头）和一体化超声波变送器两类，一体化超
声波变送器较为常用。
一体化超声波变卦新器由表头（如LCD显现器）和探头两局部组成，这种直接输出4～
20mA信号的变送器是将小型化的敏感元件（探头）和电子电路组装在一同，从而使体积更
小、重量更轻、价钱更廉价。超声波变送器可用于液位。物位的丈量和开渠、明渠等流量测
量，并可用于丈量间隔。
六、锑电极酸度变送器
锑电极酸度变送器是集PH检测、自动清洗、电信号转换为一体的工业在线剖析仪表，
它是由锑电极与参考电极组成的PH值丈量系统。在被测酸性溶液中，由于锑电极外表会生
成三氧化二锑氧化层，这样在金属锑面与三氧化二锑之间会构成电位差。该电位差的大小取
决于三所氧化二锑的浓度，该浓度与被测酸性溶液中氢离子的适度相对应。假如把锑、三氧
化二锑和水溶液的适度都当作1，其电极电位就可用能斯特公式计算出来。
锑电极酸度变送器中的固体模块电路由两大局部组成。为了现场作用的平安起见，电源
局部采用交流24V为二次仪表供电。这一电源除为清洗电机提供驱动电源外，还应经过电
流转换单元转换成相应的直流电压，以供变送电路运用。第二局部是丈量变送器电路，它把
来自传感器的基准信号和PH酸度信号经放大后送给斜率调整和定位调整电路，以使信号内
阻降低并可调理。将放大后的PH信号与温度被偿信号停止迭加后再差进转换电路，然后
输出与PH值相对应的4～20mA恒流电流信号给二次仪表以完成显现并控制PH值。
七、酸、碱、盐浓度变送器
酸、碱、盐浓度变送器经过丈量溶液电导值来肯定浓度。它能够在线连续检测工业过程
中酸、碱、盐在水溶液中的浓度含量。这种变送器主要应用于锅炉给水处置、化工溶液的配
制以及环保等工业消费过程。
酸、碱、盐浓度变送器的工作原理是：在一定的范围内，酸碱溶液的浓度与其电导率的
大小成比例。因此，只需测出溶液电导率的大小变可得知酸碱浓度的上下。当被测溶液流入
专用电导池时，假如疏忽电极极化和散布电容，则能够等效为一个纯电阻。在有恒压交变电
流流过时，其输出电流与电导率成线性关系，而电导率又与溶液中酸、碱浓度成比例关系。
因而只需测出溶液电流，便可算出酸、碱、盐的浓度。
酸、碱、盐浓度变送器主要由电导池、电子模块、显现表头和壳体组成。电子模块电路
则由鼓励电源、电导池、电导放大器、相敏整流器、解调器、温度补偿、过载维护和电流转
换等单元组成。
八、电导变送器
它是经过丈量溶液的电导值来间接丈量离子浓度的流程仪表（一体化变送器），可在线
连续检测工业过程中水溶液的电导率。
由于电解质溶液与金属导体一样的电的良导体，因而电流流过电解质溶液时必有电阻作
用，且契合欧姆定律。但液体的电阻温度特性与金属导体相反，具有负向温度特性。为区别
于金属导体，电解质溶液的导电才能用电导（电阻的倒数）或电导率（电阻率的倒数）来表
示。当两个相互绝缘的电极组成电导池时，若在其中间放置待测溶液，并通以恒压交变电流，
就构成了电流回路。假如将电压大小和电极尺寸固定，则回路电流与电导率就存在一定的函
数关系。这样，测了待测溶液中流过的电流，就能测出待测溶液的电导率。
电导变送器的构造和电路与酸、碱、盐浓度变送器相同。
九、智能变送器
智能式变送器是由传感器和微处置器（微机）相构造而成的。它充沛应用了微处置器的
运算和存储才能，可对传感器的数据停止处置，包括对丈量信号的调理（如滤波、放大、
A/D转换等）、数据显现、自动校正和自动补偿等。
微处置器是智能式变送器的中心。它不但能够对丈量数据停止计算、存储和数据处置，
还能够经过反应回路对传感器停止调理，以使采集数据到达较佳。由于微处置用具有各种软
件和硬件功用，因此它能够完成传统变送器难以完成的任务。所以智能式变送器降低了传感
器的制造难度，并在很大程主上进步了传感器的性能。另外，智能式变送器还具有以下特性：
1、具有自动补偿才能，可经过软件对传感器的非线性、温漂、时漂等停止自动补偿。
2、可自诊断，通电后可对传感器停止自检，以检查传感器各局部能否正常，并作出判别。
3、数据处置便当精确，可依据内部程序自动处置数据，如停止统计处置、去除异常数值
等。
4、具有双向通讯功用。微处置器不但能够接纳和处置传感器数据，还可将信息反应至传
感器，从而对丈量过程停止调理和控制。
5、可停止信息存储和记忆，能存储传感器的特征数据、组态信息和补偿特性等。
6、具有数字量接口输出功用，可将输出的数字信号便当地和计算机或现场总线等衔接。
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