你知道变送器的组成原理吗?变送器又有哪些分类?
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变送器和传感器是具备一定关系的,所以同传感器打交道的朋友,对于变送器一定也不陌生。为增进大家对变送器的认识,本文将从两大方面介绍变送器:1.变送器的组成原理,2.变送器的分类。如果你对变送器具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。
一、变送器引言
变送器是从传感器发展而来的,凡是能输出标准信号的传感器。标准信号是指物理量的形式和数量范围都符合国际标准的信号。由于直流信号具有不受线路中电感、电容及负载性质的影响,不存在相移问题等优点,所以国际电工委员会(IEC)将电流信号 4mA~20mA(DC)和电压信号 1V~5V(DC)确定为过程控制系统中模拟信号的统一标准。
二、变送器组成原理
变送器是基于负反馈原理工作的,它主要由测量部分、放大器和反馈部分组成。
测量部分用于检测被测变量x,并将其转换成能被放大器接受的输入信号Zi(电压、电流、位移、作用力或力矩等信号)。反馈部分则把变送器的输出信号y转换成反馈信号Zf,再回送至输入端。Zi与调零信号Zo的代数和同反馈信号Zf进行比较,其差值ε送入放大器进行放大,并转换成标准输出信号y。
三、变送器分类
1、变送器按输出信号类型可分为电流输出型和电压输出型两种。
(1)电压输出变送器具有恒压源的性质,PLC模拟量输入模块的电压输入端的阻抗很高,如果传输距离较远,微小的干扰信号电流在模块的输入阻抗上将产生较高的干扰电压,所以远程传送的模拟电压信号的抗干扰能力较差。但适合于将同一信号送到并联的多个仪表上,且安装简单,拆装其中某个仪表不会影响其他仪表的工作,对输出级的耐压要求降低,从而提高了仪表的可靠性。电压信号的范围为1~5 V、0~10 v、一10~10 V,首先为1~5 V、0~10 V。
(2)电流输出型变送器具有恒流源的性质,恒流源的内阻很大。PLC模拟量输入模块的输入为电流时,输入阻抗较低,线路上的干扰信号在模块上产生的干扰电压很低,所以模拟量电流信号适用于远程传输,在使用屏蔽电缆信号线时可达数百米。电流信号的标准为0~10 mA、0~20 mA、4~20 mA,首选为4~20 mA,0 mA通常被用作电路故障或电源故障指示信号。
电流信号传输与电压信号传输各有特点。电流信号适合于远距离传输,电压信号使仪表可采用“并联制”连接。因此在控制表系统中,进出控制室的传输信号采用电流信号,控制室内部各仪表间的联络采用电压信号,即连线的方式是电流传输、并联接收电压信号的方式。
变送器分为二线制和四线制两种。四线制变送器有两根电源线和两根信号线,对电流信号的零点几元件的功耗无严格要求。二线制变送器只有两根外部接线,它们既是电源线又是信号线,电流信号的下限不能为零,但二线制变送器的接线少,传送距离长,在工业中应用最为广泛。
2、根据所使用的能源不同,变送器分为气动变送器和电动变送器两种。
(1)气动变送器
气动变送器以干燥、洁净的压缩空气作为能源,它能将各种被测参数(如温度、压力、流量和液位等)变换成0.02~0.1IMPa的气压信号,以便传送给调节、显示等单元组合式仪表,供指示、记录或调节。气动变送器的结构比较简单,工作比较可靠,对电磁场、放射线及温度、湿度等环境影响的抗干扰能力较强,能防火、防爆,价格也比较便宜;缺点是响应速度较慢,传送距离受到限制,与计算机连接比较困难。
(2)电动变送器
电动变送器以电为能源,信号之间联系比较方便,适用于远距离传送,便于与电子计算机连接。近年来也可做到防爆以利安全使用。其缺点是投资一般较高,受温度、湿度、电磁场和放射线的干扰影响较大:电动变送器能将各种被测参数变换为0~10V或4~20mA(直流电流的统一标准信号),以便传送给自动控制系统中的其他单元。
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