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一文讀懂變送器
發(fā)布日期:2022-05-09 09:30:33瀏覽量:509

在工業(yè)過(guò)程控制中,測(cè)量變送單元,執(zhí)行器,和調(diào)節(jié)器是組成整個(gè)控制系統(tǒng)的三大部件。其中測(cè)量變送單元就是變送器,有時(shí)候變送器其實(shí)等同于傳感器,而執(zhí)行器就比如閥門等,調(diào)節(jié)器就是控制器,是整個(gè)控制系統(tǒng)的大腦。



變送器


傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。變送器就是把傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R(shí)別的信號(hào),或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)并同時(shí)放大,統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)源(如4~20mA直流電源),能供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制。因此說(shuō),變送器既是一種轉(zhuǎn)換介質(zhì),更是一種媒介。


在自動(dòng)控控中的過(guò)程為:信號(hào)源-->傳感器-->變送器-->運(yùn)算器控制器-->執(zhí)行機(jī)構(gòu)-->控制輸出。


在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng), 有時(shí)候變送器與傳感器通用是因?yàn)楝F(xiàn)代的多數(shù)傳感器的輸出信號(hào)已經(jīng)是通用的控制器可以接收的信號(hào),此信號(hào)可以不經(jīng)過(guò)變送器的轉(zhuǎn)換直接為控制器所識(shí)別。


與傳感器相同,變送器一般也分為:溫度/濕度變送器,壓力變送器,差壓變送器,液位變送器,電流變送器,電量變送器,流量變送器,重量變送器等


變送器的原理


轉(zhuǎn)變——是指將各種從傳感器來(lái)的物理量,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的過(guò)程。比如:利用熱電偶,將溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?shì);利用電流互感器,將大電流轉(zhuǎn)換為小電流。由于電信號(hào)最容易處理,所以,現(xiàn)代變送器,均將各種物理信號(hào),轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。 


輸送——是指將各種已變成的電信號(hào),為了便于其他儀表或控制裝置接收和傳送,又一次通過(guò)電子線路,將傳感器來(lái)的電信號(hào),統(tǒng)一化(比如4-20MA)。方法是通過(guò)多個(gè)運(yùn)算放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 


比如:SST3-AD 就是一種將電流互感器的輸出電流,轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的4-20MA的電流變送器;再比如:SST4-LD,可以將重量傳感器來(lái)的重量信號(hào),轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的4-20MA的重量變送器。



信號(hào)傳輸及供電的線制分類


二線制:在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來(lái)引出電阻信號(hào)的方式叫二線制:這種引線方法很簡(jiǎn)單,但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻r,r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長(zhǎng)度的因素有關(guān),因此這種引線方式只適用于測(cè)量精度較低的場(chǎng)合;




三線制:在熱電阻的根部的一端連接一根引線,另一端連接兩根引線的方式稱為三線制,這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的消除引線電阻的影響,是工業(yè)過(guò)程控制中的最常用的;




四線制:在熱電阻的根部?jī)啥烁鬟B接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制,其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I,把R轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)U,再通過(guò)另兩根引線把U引至二次儀表??梢?jiàn)這種引線方式可完全消除引線的電阻影響,主要用于高精度的溫度檢測(cè)。



熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。這是因?yàn)闇y(cè)量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻,其連接導(dǎo)線(從熱電阻到中控室)也成為橋臂電阻的一部分,這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化,造成測(cè)量誤差。采用三線制,將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端,其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上,這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差。


一次儀表和二次儀表 


從專業(yè)上對(duì)二次儀表的解釋就是接受由變送器、轉(zhuǎn)換器、傳感器(包括熱電偶、熱電阻)等送來(lái)的電或氣信號(hào),并指示所檢測(cè)的過(guò)程工藝參數(shù)量值的儀表。從實(shí)物來(lái)舉例就比如,數(shù)顯表,溫控等 


一次表就是屬于信號(hào)采集轉(zhuǎn)換(各種變送器 溫度元件 信號(hào)采集設(shè)備) 二次表是顯示報(bào)警調(diào)節(jié)(盤裝顯示報(bào)警儀表 分散控制系統(tǒng)的輸入 集散控制系統(tǒng)的輸入)


變送器的保護(hù)功能


1、輸入過(guò)載保護(hù);


2、輸出過(guò)流限制保護(hù);


3、輸出電流長(zhǎng)時(shí)間短路保護(hù);


4、兩線制端口瞬態(tài)感應(yīng)雷與浪涌電流TVS抑制保護(hù);


5、工作電源過(guò)壓極限保護(hù)≤35V;


6、工作電源反接保護(hù)。


常見(jiàn)故障


1、安裝時(shí)應(yīng)使變送器的壓力敏感件軸向垂直于重力方向,

 

如果安裝條件限制,則應(yīng)安裝固定后調(diào)整變送器零位到標(biāo)準(zhǔn)值。


2、殘存的壓力釋放不出,因此傳感器零位又下不來(lái)。排除此原因的最佳方法是將傳感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更換密封圈再試。


3、加壓變送器輸出不變化,再加壓變送器輸出突然變化,泄壓變送器零位回不去。 產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因極有可能是壓力傳感器密封圈引起的。


4、是否符合供電要求;電源與變送器及負(fù)載設(shè)備之間有無(wú)接線錯(cuò)誤。如果變送器接線端子上無(wú)電壓或極性接反均可造成變送器無(wú)電壓信號(hào)輸出。


5、壓力傳感器及變送器的外殼一般需接地,信號(hào)電纜線不得與動(dòng)力電纜混合鋪設(shè),傳感器及變送器周圍應(yīng)避免有強(qiáng)電磁干擾。傳感器及變送器在使用中應(yīng)按行業(yè)規(guī)定進(jìn)行周期檢定。


6、用戶在選擇壓力傳感器及變送器時(shí),應(yīng)充分了解壓力測(cè)量系統(tǒng)的工況,根據(jù)需要合理選擇,使系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài),并可降低工程造價(jià)。


7、通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。


8、壓力變送器要求每周檢查一次,每個(gè)月檢驗(yàn)一次,主要是清除儀器內(nèi)的灰塵,對(duì)電器元件認(rèn)真檢查,對(duì)輸出的電流值要經(jīng)常校對(duì),壓力變送器內(nèi)部是弱電,一定要同外界強(qiáng)電隔開(kāi)。