儀(yí)器儀表(biǎo)介紹:如(ru)何選用(yòng)各類變(bian)送器
    傳(chuan)感器和(hé)變送器(qì) 在儀器(qi)、儀表和(he)工業自(zì)動化領(lǐng)域中起(qǐ)着舉足(zú)輕重的(de)作用。與(yu)🔆傳感器(qi)不同，變(biàn)送器除(chú)了能将(jiang)非電量(liang)轉換成(chéng)📞可測‼️量(liang)的電量(liàng)外，一般(ban)還具有(yǒu)一定的(de)放大作(zuo)用。本文(wen)簡單地(dì)介紹了(le)⭐各類變(biàn)🌈送器的(de)特點，以(yi)供使用(yòng)者選用(yong)。
一、壓力(lì)變送器(qi)
    壓力變(bian)送器 也(ye)稱差變(biàn)送器，主(zhu)要由測(ce)壓元件(jiàn)傳感器(qi)、模塊電(dian)路、顯⛹🏻‍♀️示(shi)🏃‍♀️表頭、表(biao)殼和過(guo)程連接(jie)件等組(zǔ)成。它能(neng)将接收(shōu)的氣🤩體(tǐ)、液體等(děng)壓力信(xìn)号🐪轉變(biàn)成标準(zhǔn)的電流(liú)電壓信(xìn)号，以供(gong)給指示(shi)報警儀(yi)、記錄儀(yi)、調節器(qì)等二次(cì)儀表進(jin)行測量(liang)、指示和(hé)過程調(diào)節。
    壓力(li)變送器(qi)的測量(liang)原理圖(tu)如圖3所(suo)示。其測(ce)量原理(lǐ)是：流程(chéng)壓力和(hé)參考壓(yā)力分别(bie)作用于(yu)集成矽(xī)壓力敏(min)感元件(jiàn)的兩端(duān)，其差壓(yā)使矽片(pian)變形（位(wèi)移很小(xiao)，僅μm級），以(yi)使矽片(pian)上用半(ban)導體技(jì)術🏃‍♂️制成(chéng)的全動(dòng)态惠斯(sī)登電橋(qiao)在外部(bù)電流源(yuán)驅動下(xia)🈲輸出正(zheng)比于壓(ya)力的㊙️mV級(jí)電壓信(xìn)号。由于(yú)矽材料(liào)的強性(xìng)極佳，所(suo)以輸出(chu)信号的(de)線性度(du)及變差(cha)指标均(jun1)很💚高。工(gōng)作時，壓(ya)力變送(sòng)器将被(bèi)測物理(li)量💞轉換(huan)成mV級的(de)電壓信(xin)号，并送(song)往放大(dà)倍數很(hěn)高而又(you)可🈲以互(hu)相抵消(xiāo)溫度🈲漂(piao)移的差(cha)動式放(fàng)大器。放(fàng)大後的(de)信号經(jīng)電壓電(dian)流轉換(huan)變換成(cheng)🌍相應的(de)電流信(xìn)号，再經(jīng)過非線(xiàn)性校正(zheng)，最後産(chǎn)生與輸(shū)入壓力(lì)成🌈線性(xing)對應關(guān)系的标(biao)準電流(liu)電壓信(xìn)号。
    壓力(lì)變送器(qì)根據測(ce)壓範圍(wéi)可分成(cheng)一般壓(yā)力變送(sòng)器🙇‍♀️（0.001MPa～20MP3）和 微(wēi)差壓變(bian)送器 （0～30kPa）兩(liang)種。
二、一(yī)體化溫(wen)度變送(song)器
    一體(tǐ)化溫度(du)變送器(qì) 一般由(yóu)測溫探(tàn)頭（熱電(diàn)偶或熱(rè)電阻傳(chuán)感器）和(hé)兩線制(zhi)固體電(diàn)子單元(yuán)組成。采(cǎi)用固體(ti)模塊形(xing)式将測(ce)溫🔞探頭(tóu)直接安(an)裝在接(jie)線盒内(nèi)，從而形(xíng)成一體(tǐ)化的變(bian)送器。一(yī)體化溫(wen)度變送(song)器一般(bān)分爲熱(re)電阻和(he)熱電偶(ǒu)型兩種(zhong)類型。
    熱(rè)電阻 溫(wen)度變送(song)器是由(you)基準單(dān)元、R/V轉換(huàn)單元、線(xiàn)性電路(lu)、反接保(bǎo)護、限💁流(liu)保護、V/I轉(zhuan)換單元(yuán)等組成(chéng)。測溫熱(rè)電阻信(xìn)💞号轉換(huan)放大後(hou)，再由線(xian)性電路(lu)對溫度(dù)與電阻(zu)的非🔱線(xian)性關系(xi)進行補(bu)償，經V/I轉(zhuan)換電路(lù)後輸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻出(chu)一個與(yǔ)被測溫(wen)度成線(xian)性關系(xi)的4～20mA的恒(héng)流信号(hao)。
    熱電偶(ou) 溫度變(biàn)送器一(yī)般由基(ji)準源、冷(leng)端補償(chang)、放大單(dān)元、線💜性(xing)🐪化處理(li)、V/I轉換、斷(duàn)偶處理(li)、反接保(bǎo)護、限流(liú)保護等(deng)電路單(dān)元組成(cheng)。它🆚是将(jiāng)📧熱電偶(ǒu)産生的(de)熱電勢(shì)經冷端(duān)♊補償放(fàng)大後，再(zài)帽由線(xian)性電路(lù)消除熱(re)電勢與(yu)溫度的(de)非線性(xìng)誤差，最(zuì)後放大(da)轉換⛹🏻‍♀️爲(wèi)4～20mA電流輸(shū)出信号(hao)。爲防止(zhi)熱電偶(ou)測量中(zhong)由于電(diàn)偶斷絲(sī)而使控(kong)溫失效(xiao)🈲造成事(shì)故，變送(sòng)器中還(hái)設有斷(duan)電保護(hù)電路。當(dāng)熱電偶(ou)斷絲或(huò)接解不(bu)良時，變(bian)送器會(hui)輸出最(zuì)大值（28mA）以(yǐ)使☎️儀表(biǎo)切斷電(diàn)源。
    一體(tǐ)化溫度(du)變送器(qì)具有結(jie)構簡單(dan)、節省引(yin)線、輸出(chū)信号🛀大(da)🌏、抗㊙️幹擾(rǎo)能力強(qiang)、線性好(hao)、顯示儀(yi)表簡單(dan)、固體💜模(mo)塊抗震(zhen)防潮、有(yǒu)反接保(bǎo)護和限(xiàn)流保護(hù)、工作可(kě)靠🍉等優(yōu)點。
    一體(tǐ)化溫度(dù)變送器(qi)的輸出(chū)爲統一(yī)的4～20mA信号(hao)；可與微(wei)機系統(tong)或其🧡它(tā)常規儀(yi)表匹配(pei)使用。也(ye)可用戶(hu)要求🌍做(zuo)成🧑🏾‍🤝‍🧑🏼防爆(bao)🔞型或防(fang)火型測(ce)量儀表(biao)。

三、 液位(wèi)變送器(qì)
1、浮球式(shì)液位變(bian)送器
    浮(fu)球式液(ye)位變送(sòng)器 由磁(ci)性浮球(qiú)、測量導(dǎo)管、信号(hào)單元、電(dian)子單元(yuan)、接線盒(hé)及安裝(zhuang)件🏃‍♂️組成(cheng)。
    一般磁(ci)性浮球(qiu)的比重(zhong)小于0.5，可(ke)漂于液(yè)面之上(shàng)并沿⭐測(cè)量導管(guǎn)🆚上下移(yí)動。導管(guǎn)内裝有(you)測量元(yuán)件，它可(kě)以在外(wai)磁作用(yòng)下将被(bèi)測液位(wèi)信号轉(zhuan)換成正(zheng)比于液(ye)☔位變化(huà)的電阻(zǔ)信号，并(bìng)将電子(zi)單元轉(zhuan)換成4～20mA或(huo)其它标(biāo)準信号(hào)輸出。該(gai)變送器(qì)爲模塊(kuài)電路，具(ju)🛀有耐酸(suān)、防潮、防(fang)震、防腐(fǔ)蝕等優(you)點，電路(lu)内部含(han)有恒流(liú)反饋電(dian)🔞路和内(nèi)保護電(diàn)路，可使(shǐ)輸出最(zuì)大電流(liu)不超過(guò)28mA，因而能(néng)夠可靠(kào)地保護(hu)⛹🏻‍♀️電源并(bìng)使二次(ci)儀表不(bú)被損壞(huài)。
2、浮簡式(shì)液位變(bian)送器
    浮(fú)筒式液(ye)位變送(sòng)器是将(jiang)磁性浮(fú)球改爲(wèi)浮筒，它(ta)是根據(jù)阿🈲基米(mi)德浮力(lì)原理設(shè)計的。浮(fú)筒式液(yè)位變送(sòng)器是利(lì)用微小(xiao)的金屬(shǔ)膜應變(biàn)傳感技(jì)術來測(ce)量液體(ti)的液位(wei)、界位或(huò)密度的(de)。它在工(gōng)作時可(ke)以通過(guò)現💯場按(an)鍵來進(jin)行常規(guī)的設定(dìng)操🙇‍♀️作
3、靜(jing)壓或液(yè)位變送(song)器
    該變(bian)送器利(li)用液體(tǐ)靜壓力(li)的測量(liang)原理工(gong)作。它一(yi)✌️般選用(yòng)矽壓力(li)測壓傳(chuan)感器将(jiāng)測量到(dào)的壓力(li)轉換成(chéng)電信号(hào)，再經放(fàng)大電路(lu)放大和(he)補償電(diàn)路補償(chang)，最後以(yi)4～20mA或0～10mA電流(liú)方式輸(shū)出。
四、 電(dian)容式物(wu)位變送(sòng)器
    電容(rong)式物位(wèi)變送器(qì) 适用于(yú)工業企(qǐ)業在生(sheng)産過程(cheng)中進行(hang)測量和(hé)控制生(shēng)🌂産過程(chéng)，主要用(yong)作類導(dǎo)電與非(fēi)導電介(jie)質的液(yè)體液位(wei)或粉💘粒(lì)狀固體(ti)料位的(de)遠距離(li)連續測(ce)量和指(zhǐ)示。
    電容(rong)式液位(wei)變送器(qì)由電容(rong)式傳感(gan)器與電(dian)子模塊(kuai)電✊路組(zǔ)成，它🐪以(yi)兩線制(zhì)4～20mA恒定電(diàn)流輸出(chū)爲基型(xing)，經過🥵轉(zhuǎn)換，可以(yǐ)用三線(xiàn)或四線(xiàn)方式輸(shu)出，輸出(chū)信号形(xíng)成爲1～5V、0～5V、0～10mA等(děng)标準信(xìn)号。電容(róng)傳♻️感器(qi)由🌐絕緣(yuán)電極和(he)裝有測(cè)😘量介質(zhì)的圓柱(zhù)形金屬(shu)容器組(zu)成。當料(liào)位上升(shēng)時，因非(fei)導電物(wù)料的介(jie)電常數(shu)明顯小(xiǎo)于空氣(qì)的介電(dian)常數，所(suo)以電容(rong)🏃‍♂️量随着(zhe)物料高(gao)度的變(biàn)化而變(bian)化。變送(song)器的模(mó)塊電路(lù)由基準(zhun)源、脈寬(kuān)調制🐪、轉(zhuǎn)換、恒流(liú)放大、反(fǎn)饋和限(xian)流等單(dan)元組成(chéng)。采用脈(mò)寬調特(te)✌️原理進(jìn)行測量(liang)的優點(diǎn)是頻率(lǜ)較低，對(duì)周圍元(yuan)射頻幹(gàn)擾、穩定(ding)♊性好、線(xian)性好、無(wu)明顯溫(wēn)度漂移(yi)等。
五、超(chao)聲波變(bian)送器
    超(chāo)聲波變(biàn)送器 分(fen)爲一般(bān)超聲波(bō)變送器(qì)（無表頭(tóu)）和一體(ti)化超聲(shēng)波變🈲送(sòng)器兩類(lei)，一體化(hua)超聲波(bō)變送器(qi)較爲常(chang)用。
    一體(ti)化超聲(shēng)波變更(geng)新器由(yóu)表頭（如(rú)LCD顯示器(qi)）和探頭(tou)兩部分(fèn)組成☔，這(zhe)種直接(jie)輸出4～20mA信(xin)号的變(bian)送器是(shi)将小型(xing)化🧡的敏(min)感元件(jian)（探頭）和(he)電子電(dian)路組裝(zhuang)在一起(qi)，從而使(shi)體積更(geng)小、重量(liang)更輕、價(jia)格更便(biàn)宜🐪。超聲(shēng)波變送(song)♉器可用(yong)于液位(wèi)。物位的(de)測量和(he)開渠、明(ming)渠等流(liú)量測🔞量(liàng)，并可用(yong)于測量(liàng)距離。
六(liu)、銻電極(ji)酸度變(biàn)送器
    銻(tī)電極酸(suān)度變送(sòng)器是集(ji)PH檢測、自(zì)動清洗(xi)、電信号(hao)轉換爲(wei)一體♍的(de)工業在(zài)線分析(xī)儀表，它(tā)是由銻(ti)電極與(yǔ)參考電(dian)極組成(cheng)的PH值🍉測(ce)量系統(tǒng)。在被測(cè)酸性溶(róng)液中，由(yóu)于銻🔱電(dian)極表面(miàn)會生成(cheng)三氧化(huà)二銻氧(yǎng)化層，這(zhè)樣在金(jin)屬銻🏃🏻面(mian)與三氧(yang)化二銻(ti)之間會(huì)形成電(diàn)位差。該(gai)電位差(cha)的大♍小(xiao)取決于(yu)三所氧(yang)化二銻(tī)的濃度(du)，該濃度(du)與被測(ce)酸性溶(rong)液中氫(qīng)離子的(de)适度相(xiàng)對應。如(rú)果把銻(ti)、三氧化(hua)二銻🌏和(he)水溶㊙️液(yè)的适度(dù)🌐都當作(zuò)1，其電極(ji)電位就(jiù)可用能(néng)斯特公(gōng)式計算(suan)出來。
    銻(ti)電極酸(suān)度變送(song)器中的(de)固體模(mo)塊電路(lu)由兩大(da)部分組(zǔ)成🐉。爲💜了(le)現場作(zuo)用的安(an)全起見(jian)，電源部(bù)分采用(yong)交流🔅24V爲(wei)二次儀(yi)表供電(dian)。這一電(dian)源除爲(wèi)清洗電(diàn)機提供(gong)驅動電(diàn)源外，還(hai)應通過(guo)電流轉(zhuan)換單元(yuán)轉換成(chéng)相應的(de)直流電(diàn)壓，以供(gòng)變送電(dian)路使用(yong)。第二部(bù)分是測(ce)🌏量變送(song)器電路(lu)，它把來(lái)自傳感(gǎn)器的基(jī)準信号(hào)和PH酸度(du)信号經(jing)放大後(hou)送給斜(xié)率調💛整(zhěng)和定位(wei)調整電(dian)路，以使(shi)信号内(nei)阻降低(dī)并可調(diao)節。将放(fàng)大後的(de)PH信号與(yu)溫度被(bèi)償 
    信号(hào)進行叠(die)加後再(zai)差進轉(zhuǎn)換電路(lù)，最後輸(shu)出與PH值(zhi)相對應(yīng)的4～20mA恒流(liu)電流信(xìn)号給二(er)次儀表(biǎo)以完成(cheng)顯示并(bìng)控制PH值(zhi)。
七、酸、堿(jiǎn)、鹽濃度(dù)變送器(qì)
    酸、堿、鹽(yán)濃度變(biàn)送器通(tōng)過測量(liàng)溶液電(dian)導值來(lái)确定濃(nóng)度。它可(kě)以在線(xian)連續檢(jian)測工業(yè)過程中(zhōng)酸、堿、鹽(yan)在水溶(rong)液中的(de)濃度含(hán)⛷️量。這⛷️種(zhǒng)變送器(qì)主要應(yīng)用于鍋(guō)爐給水(shui)處理、化(hua)工溶液(yè)💋的配制(zhi)以及環(huan)保等工(gōng)業生産(chǎn)過程。
    酸(suān)、堿、鹽濃(nóng)度變送(sòng)器的工(gōng)作原理(li)是：在一(yi)定的範(fan)圍内🍓，酸(suan)堿溶📧液(ye)的濃度(du)與其電(dian)導率的(de)大小成(cheng)比例。因(yīn)而，隻要(yao)測出溶(rong)液電導(dao)率✂️的大(dà)小變可(kě)得知酸(suān)堿濃度(dù)的高低(dī)。當被測(cè)溶液🈲流(liú)入專用(yòng)電導池(chi)時，如果(guǒ)忽略電(diàn)極極化(huà)和分布(bù)電容，則(ze)可以等(deng)效爲一(yī)個純電(dian)阻。在有(yǒu)恒壓交(jiao)變電流(liu)流過時(shi)，其輸出(chu)電流與(yu)電導率(lǜ)成線性(xing)關❤️系，而(er)電導率(lǜ)又與溶(róng)液中酸(suān)、堿濃度(du)成🈲比例(lì)關系😄。因(yīn)此隻要(yào)測出溶(róng)液電流(liú)，便可算(suan)出酸、堿(jiǎn)、鹽的濃(nóng)度。
    酸、堿(jian)、鹽濃度(du)變送器(qi)主要由(yóu)電導池(chi)、電子模(mo)塊、顯示(shì)表頭⛷️和(he)殼體組(zu)成。電子(zǐ)模塊電(dian)路則由(you)激勵電(dian)源、電導(dǎo)池⭕、電導(dǎo)放大器(qì)、相敏整(zheng)流器、解(jiě)調器、溫(wen)度補償(cháng)、過載保(bao)護和電(dian)流💰轉換(huan)等單元(yuán)組成。
八(bā)、電導變(biàn)送器
    它(ta)是通過(guò)測量溶(rong)液的電(diàn)導值來(lai)間接測(cè)量離子(zǐ)濃度♋的(de)✍️流程儀(yi)表（一體(ti)化變送(song)器），可在(zài)線連續(xù)檢測工(gong)業過程(cheng)中水溶(rong)液的電(diàn)導率。
    由(yóu)于電解(jie)質溶液(yè)與金屬(shu)導體一(yī)樣的電(diàn)的良導(dǎo)體，因此(ci)電流流(liú)過電解(jiě)質溶液(ye)時必有(yǒu)電阻作(zuò)用，且符(fu)合歐姆(mǔ)定律。但(dàn)❄️液體的(de)電阻溫(wēn)度特性(xìng)與金屬(shu)導體相(xiàng)反，具有(yǒu)負向溫(wen)度特👉性(xing)。爲區别(bie)于金屬(shu)導體，電(dian)解質溶(róng)液的導(dǎo)電能力(lì)用電導(dǎo)（電阻的(de)倒數）或(huo)電導率(lü)😍（電阻率(lü)的倒數(shù)）來表示(shi)。當👈兩個(ge)互相絕(jue)㊙️緣的電(dian)極組成(chéng)電導池(chí)時，若在(zài)其中間(jian)放置待(dài)測溶液(ye)，并通以(yǐ)恒壓交(jiao)變電流(liu)，就形成(chéng)了電流(liú)回路。如(rú)果将電(dian)壓大小(xiǎo)和電極(ji)尺寸固(gù)定，則回(huí)路電流(liú)與電導(dao)🔱率就存(cun)在一定(dìng)的函數(shu)👈關系。這(zhè)樣，測了(le)待測溶(róng)液中流(liu)過的電(dian)流，就能(neng)測出待(dai)測溶液(yè)的電導(dǎo)率。
    電導(dǎo)變送器(qì)的結構(gòu)和電路(lu)與酸、堿(jian)、鹽濃度(du)變送器(qì)相同。
九(jiǔ)、智能變(biàn)送器 
    智(zhì)能式變(biàn)送器 是(shì)由傳感(gǎn)器和微(wei)處理器(qì)（微機）相(xiàng)結構而(ér)成的。它(ta)充🍓分利(li)㊙️用了微(wēi)處理器(qì)的運算(suan)和存儲(chǔ)能力，可(kě)對傳感(gǎn)💘器的📧數(shù)據進行(háng)處理，包(bao)括對測(ce)量信号(hào)的調理(lǐ)（如濾波(bo)、放大、A/D轉(zhuǎn)換等）、數(shu)據顯示(shi)、自動校(xiào)正和自(zi)動補償(chang)等
    微處(chù)理器是(shì)智能式(shi)變送器(qi)的核心(xin)。它不但(dan)可以對(dui)🍓測量數(shu)據進行(háng)計算、存(cun)儲和數(shu)據處理(lǐ)，還可以(yi)通過🔆反(fǎn)饋回路(lù)🤟對傳感(gan)器進行(hang)🙇🏻調節，以(yǐ)使采集(ji)數據達(da)到最佳(jia)。由于微(wēi)處🌈理器(qì)具有各(gè)種軟件(jiàn)和硬件(jian)功能，因(yīn)而它可(ke)以完成(cheng)傳統變(bian)送器難(nan)以完成(cheng)的任務(wù)。所以🥵智(zhi)能式變(bian)送器降(jiang)低了傳(chuan)💘感器的(de)制造♈難(nán)度，并在(zai)很🔞大程(chéng)主上提(tí)高了傳(chuán)感器的(de)性能。另(ling)外，智能(néng)式💁變送(song)器還具(jù)有🧑🏾‍🤝‍🧑🏼以下(xia)特點：
1.具(ju)有自動(dong)補償能(néng)力，可通(tōng)過軟件(jiàn)對傳感(gǎn)器的非(fei)線🔞性、溫(wen)漂🌐、時漂(piāo)等進行(hang)自動補(bǔ)償。
    可自(zì)診斷，通(tōng)電後可(ke)對傳感(gan)器進行(háng)自檢，以(yǐ)檢查傳(chuán)感器各(ge)部🔞分是(shi)否正常(cháng)，并作出(chu)判斷。
    數(shu)據處理(li)方便準(zhǔn)确，可根(gēn)據内部(bù)程序自(zi)動處理(li)數據，如(ru)進行統(tong)計處理(li)、去除異(yì)常數值(zhi)等。 
2.具有(you)雙向通(tōng)信功能(neng)。微處理(li)器不但(dàn)可以接(jie)收和處(chù)理傳感(gan)器數📧據(jù)，還可将(jiāng)信息反(fǎn)饋至傳(chuan)感器，從(cong)而對測(ce)量🌈過程(cheng)進行調(diao)節和控(kong)制。
   可進(jìn)行信息(xi)存儲和(hé)記憶，能(neng)存儲傳(chuan)感器的(de)特征數(shu)據、組✂️态(tai)信息和(he)補償特(tè)性等。
3.具(jù)有數字(zi)量接口(kou)輸出功(gōng)能，可将(jiāng)輸出的(de)數字信(xìn)号方便(bian)地和計(ji)🆚算機或(huò)現場總(zǒng)線等連(lian)接。