儀器(qì)儀表介紹:如(rú)何選用各類(lei)變送器
    傳感(gǎn)器和變送器(qì) 在儀器、儀表(biǎo)和工業自動(dong)化領域中起(qǐ)着舉足輕重(zhòng)的作用🏃🏻。與傳(chuán)感器不同，變(biàn)送器除了能(néng)将非電量轉(zhuan)換成可測量(liàng)的☁️電量❄️外，一(yī)🐪般還具有一(yi)定的放大作(zuo)用。本文簡單(dan)地介紹了各(ge)類變送器的(de)✂️特點，以供使(shǐ)用者選用。
一(yi)、壓力變送器(qì)
    壓力變送器(qi) 也稱差變送(sòng)器，主要由測(cè)壓元件傳感(gan)器、模塊電路(lu)、顯示表♉頭、表(biǎo)☔殼和過程連(lián)接件等組成(cheng)。它能将接收(shōu)的氣體、液⭕體(tǐ)等壓力信号(hao)轉變成标準(zhǔn)的電流電壓(ya)信号，以㊙️供給(gei)指示報警儀(yí)、記錄儀、調節(jiē)器等二次儀(yí)表進行測量(liang)、指示和😍過程(cheng)調節。
    壓力變(biàn)送器的測量(liang)原理圖如圖(tu)3所示。其測量(liàng)原理是：流程(cheng)壓力和參考(kao)壓力分别作(zuo)用于集成矽(xī)壓力敏感元(yuán)件的兩端，其(qi)差壓使矽片(piàn)變形（位移很(hěn)小，僅🐇μm級），以使(shǐ)🔴矽片上用半(bàn)導體技術制(zhì)成的全動态(tài)惠斯🧑🏾‍🤝‍🧑🏼登電橋(qiao)在外部電流(liú)源驅動下輸(shu)出正比于壓(ya)力的🍓mV級電壓(ya)信号。由于矽(xi)材料的強性(xìng)極佳，所以輸(shū)出信📧号的線(xian)性度及變差(cha)指标均很高(gao)。工作時，壓力(lì)✂️變送器将被(bèi)測㊙️物理量轉(zhuan)換成💰mV級的電(dian)壓信号，并送(song)往放大倍數(shù)很高而又可(ke)以互相抵消(xiāo)溫度⛹🏻‍♀️漂移的(de)差動式放大(dà)器。放大後的(de)信号經電壓(ya)電流轉換變(bian)換成相應的(de)電流信号，再(zài)經過非線性(xing)校正，最後産(chan)生與輸入壓(yā)力成線性對(duì)應關系的标(biāo)準電流電壓(yā)信号🏃🏻。
    壓力變(biàn)送器根據測(ce)壓範圍可分(fen)成一般壓力(lì)變送器（0.001MPa～20MP3）和 微(wei)差壓變送器(qi) （0～30kPa）兩種。
二、一體(ti)化溫度變送(song)器
    一體化溫(wēn)度變送器 一(yī)般由測溫探(tàn)頭（熱電偶或(huò)熱電阻傳感(gan)器）和兩線制(zhi)固體電子單(dān)元組成。采用(yong)固體模塊形(xing)式将測溫👄探(tan)頭直接安裝(zhuāng)在接線盒内(nèi)，從而形成一(yī)體化的變送(song)器。一體化溫(wēn)✍️度變送器一(yi)般分爲熱電(diàn)阻和熱電偶(ou)型兩種類型(xíng)。
    熱電阻 溫度(dù)變送器是由(you)基準單元、R/V轉(zhuǎn)換單元、線性(xìng)電路、反接保(bao)護、限流保護(hù)、V/I轉換單元等(děng)組成。測溫熱(rè)電阻信号轉(zhuǎn)換放大後，再(zai)由線性電路(lù)對溫度與電(diàn)阻的非線性(xing)關系進行補(bǔ)償，經V/I轉換電(dian)路後輸出一(yi)個與被測溫(wen)度成線性關(guan)系的4～20mA的恒流(liú)信号。
    熱電偶(ou) 溫度變送器(qi)一般由基準(zhun)源、冷端補償(cháng)、放大單元、線(xian)性化處理🈲、V/I轉(zhuan)換、斷偶處理(lǐ)、反接保護、限(xiàn)流保護等電(dian)💃路單元組成(cheng)。它🙇‍♀️是将❓熱電(dian)偶産生的熱(rè)電勢經冷端(duan)🍓補償放⭐大後(hou)，再帽由線性(xìng)電路🔞消除熱(rè)電勢與溫度(dù)🚩的非線性誤(wu)差，最後📐放大(da)轉換爲4～20mA電流(liú)輸出信号。爲(wèi)防止熱電偶(ou)測量中由于(yu)電偶斷絲而(ér)使控溫失效(xiào)造成事故，變(biàn)送器中還設(shè)有斷🔴電保護(hu)電路。當🤞熱電(dian)偶斷絲或接(jiē)解不良時，變(biàn)送器會輸出(chu)最大值（28mA）以使(shi)👅儀表切斷電(dian)源。
    一體化溫(wen)度變送器具(jù)有結構簡單(dān)、節省引線、輸(shu)出信号大、抗(kang)幹擾能力強(qiang)、線性好、顯示(shi)儀表簡單、固(gu)體模塊抗震(zhen)防潮、有反接(jie)保護和限流(liu)保護、工作可(kě)靠👄等優點。
    一(yī)體化溫度變(bian)送器的輸出(chu)爲統一的4～20mA信(xìn)号；可與微機(jī)系統☂️或其♍它(ta)常規儀表匹(pǐ)配使用。也可(ke)用戶要求做(zuò)成🔞防爆型或(huò)防火型測量(liàng)儀表。

三、 液位(wèi)變送器
1、浮球(qiu)式液位變送(song)器
    浮球式液(yè)位變送器 由(you)磁性浮球、測(cè)量導管、信号(hào)單元、電子單(dān)元、接線盒及(ji)安裝件組✨成(chéng)。
    一般磁性浮(fú)球的比重小(xiǎo)于0.5，可漂于液(ye)面之上并沿(yan)測量導🔅管👅上(shang)下移動。導管(guǎn)内裝有測量(liang)元件，它可以(yǐ)在外‼️磁作💔用(yong)下将被測液(yè)位信号轉換(huan)成正比于液(yè)位變化的電(diàn)阻信号，并将(jiang)電子單元轉(zhuan)換成4～20mA或其它(ta)标準信号輸(shū)出。該變送器(qi)爲模塊電路(lu)，具有耐酸、防(fáng)⁉️潮、防震、防腐(fu)蝕等優點，電(dian)路内部含有(yǒu)恒流反饋電(dian)路和内保護(hu)電路，可使輸(shu)出最📧大電流(liu)不超過28mA，因而(ér)🔞能夠可靠地(di)保護👌電源并(bìng)使二次儀表(biǎo)不被損壞。
2、浮(fú)簡式液位變(biàn)送器
    浮筒式(shi)液位變送器(qì)是将磁性浮(fu)球改爲浮筒(tǒng)，它是根據阿(ā)基米德浮力(lì)原理設計的(de)。浮筒式液位(wei)變送器是利(li)用☔微小的金(jin)屬膜應變傳(chuan)感技術來測(cè)量液體的液(ye)🔴位、界位或密(mi)度♈的。它在工(gong)作時可以通(tong)過現場按鍵(jian)來進行常規(gui)的設定操作(zuò)
3、靜壓或液位(wèi)變送器
    該變(biàn)送器利用液(yè)體靜壓力的(de)測量原理工(gong)作。它一般選(xuǎn)⭐用矽壓力測(ce)壓傳感器将(jiāng)測量到的壓(yā)力轉換成電(diàn)信号，再經🐕放(fang)大電路放大(dà)和補償電路(lu)補償，最後以(yǐ)4～20mA或0～10mA電流方式(shi)輸出。
四、 電容(róng)式物位變送(sòng)器
    電容式物(wù)位變送器 适(shì)用于工業企(qi)業在生産過(guo)程中進行測(ce)量和控制生(shēng)産過程，主要(yao)用作類導電(diàn)與非導電介(jie)質的液體液(yè)位或粉粒狀(zhuang)固體🥵料位的(de)遠距離連續(xu)測量和指示(shì)。
    電容式液位(wèi)變送器由電(diàn)容式傳感器(qi)與電子模塊(kuai)電👣路組成✉️，它(ta)🐪以兩線制4～20mA恒(héng)定電流輸出(chu)爲基型，經過(guo)🈲轉換🔞，可以用(yòng)三線或四線(xiàn)方式輸出，輸(shu)出信号形成(chéng)爲1～5V、0～5V、0～10mA等标準信(xin)号。電容傳感(gǎn)器由絕緣電(dian)極和裝有測(cè)量介質的🌐圓(yuán)柱形金🔆屬容(rong)器組成。當料(liào)位上升時，因(yin)非導電物料(liao)的介電常數(shu)明顯小于空(kōng)氣的介電常(cháng)數，所以電容(rong)量随着物料(liao)高度的變化(hua)而變化。變送(sòng)器的模塊電(diàn)路由📐基準源(yuan)、脈寬調制、轉(zhuan)換、恒流放大(da)、反饋和限流(liu)等單元組成(cheng)。采用脈寬調(diao)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻特原理進行(hang)測量的優點(diǎn)是頻率較低(dī)，對周圍元射(shè)頻幹擾、穩定(dìng)💜性好、線性好(hǎo)、無明顯溫度(du)漂移等。
五、超(chao)聲波變送器(qì)
    超聲波變送(sòng)器 分爲一般(ban)超聲波變送(song)器（無表頭）和(hé)一體化超聲(shēng)波✨變送器兩(liang)㊙️類🌂，一體化超(chāo)聲波變送器(qì)較爲常用。
    一(yī)體化超聲波(bo)變更新器由(you)表頭（如LCD顯示(shì)器）和探頭兩(liǎng)部🍉分組成，這(zhè)種直接輸出(chu)4～20mA信号的變送(song)器是将小🌈型(xíng)化的敏感元(yuán)件（探頭）和電(dian)子電路組裝(zhuāng)在一起，從而(ér)使體🐆積更小(xiǎo)、重量更💚輕、價(jia)格🔴更便宜。超(chāo)聲波變送器(qì)可用于🐇液位(wèi)。物位的測量(liàng)和開渠、明渠(qú)等流量測🌈量(liang)，并可用于測(ce)量距離。
六、銻(ti)電極酸度變(biàn)送器
    銻電極(jí)酸度變送器(qì)是集PH檢測、自(zì)動清洗、電信(xin)号轉📱換爲一(yi)體的工業在(zài)線分析儀表(biao)，它是由銻電(dian)極與參考電(diàn)極組成💋的PH值(zhí)測量系統。在(zai)被測酸性溶(róng)液中，由于銻(tī)電極表面會(huì)生成三氧化(hua)二銻氧化層(céng)，這樣在金屬(shu)銻面與三氧(yǎng)化二銻之間(jian)會形成電位(wèi)差。該電位差(cha)的大小取決(jue)于三🐇所氧化(huà)二銻的濃度(du)，該濃度與被(bei)測酸性溶液(yè)中氫離子的(de)适度相對應(yīng)。如果把銻、三(san)氧☀️化二銻和(he)水溶液的适(shì)度都當作1，其(qí)電極✏️電🈲位就(jiu)可用能斯特(te)公式計算出(chū)來。
    銻電極酸(suān)度變送器中(zhōng)的固體模塊(kuài)電路由兩大(da)部分組成。爲(wèi)了現場作用(yong)的安全起見(jiàn)，電源部分采(cai)用交流24V爲二(èr)次儀表供電(dian)。這一電源除(chú)爲清洗電機(ji)提供驅動電(diàn)源外，還應通(tōng)過電流🌂轉換(huan)單元轉換成(chéng)相應的直流(liu)電壓，以供👨‍❤️‍👨變(bian)送電路使用(yòng)。第二部分是(shi)測🥰量變送器(qi)電路，它把來(lái)自傳感器的(de)基準信号和(he)PH酸👉度信号經(jing)放大後送給(gěi)斜率調整和(he)定位調整🔴電(dian)路，以使信号(hào)内阻降低并(bing)可調節。将放(fang)大後的PH信号(hao)與溫👄度被償(cháng) 
    信号進行叠(dié)加後再差進(jin)轉換電路，最(zui)後輸出與PH值(zhi)💔相對㊙️應的4～20mA恒(heng)流電流信号(hao)給二次儀表(biao)以完成顯示(shi)并控制PH值。
七(qi)、酸、堿、鹽濃度(du)變送器
    酸、堿(jiǎn)、鹽濃度變送(sòng)器通過測量(liàng)溶液電導值(zhí)來确定🐕濃🐇度(dù)。它可以在線(xian)連續檢測工(gōng)業過程中酸(suan)、堿、鹽在水溶(rong)液中的濃度(dù)含量。這㊙️種變(biàn)送器主要應(yīng)用于鍋爐給(gěi)水處理、化🐉工(gong)溶液的配制(zhì)以及環保等(deng)工業生産過(guo)程。
    酸、堿、鹽濃(nong)度變送器的(de)工作原理是(shì)：在一定的範(fàn)圍内，酸堿溶(róng)液的濃度與(yǔ)其電導率的(de)大小成比例(li)。因而，隻⛱️要測(cè)出溶液電🐇導(dao)率的大小變(biàn)可得知酸堿(jiǎn)濃度的高低(dī)。當被測溶液(yè)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流入專用電(diàn)導池時，如果(guo)忽略電極極(jí)化和分布電(dian)容，則可以等(děng)效爲一個純(chun)電👅阻。在有恒(héng)壓交變電流(liú)流過時，其輸(shū)出電流與電(diàn)導率成線性(xìng)關系，而電導(dǎo)率又與溶液(yè)中酸、堿濃度(dù)成比例關系(xì)。因此隻要測(ce)出溶液電流(liu)，便可算出酸(suān)、堿、鹽的濃度(du)。
    酸、堿、鹽濃度(dù)變送器主要(yao)由電導池、電(dian)子模塊、顯示(shì)表⭐頭和殼體(ti)組成。電子模(mó)塊電路則由(you)激勵電源、電(diàn)導池、電導放(fàng)大器、相敏整(zhěng)流器、解調器(qì)、溫度補償、過(guò)載保護和電(dian)流轉換等🐉單(dān)元組成。
八、電(dian)導變送器
    它(ta)是通過測量(liàng)溶液的電導(dǎo)值來間接測(cè)量離子濃度(dù)的流🈲程儀表(biao)（一體化變送(sòng)器），可在線連(lián)續檢測工業(yè)過🏃🏻程中水溶(rong)🐪液的電導率(lǜ)。
    由于電解質(zhi)溶液與金屬(shu)導體一樣的(de)電的良導體(tǐ)，因此電流流(liu)過電解質溶(róng)液時必有電(dian)阻作用，且符(fu)合歐姆定律(lü)。但液體💞的電(dian)阻溫度特性(xing)與金屬導體(ti)相反，具☎️有負(fù)向溫度特性(xing)。爲區别于金(jīn)屬導體，電解(jiě)質溶液的導(dǎo)電能力用電(dian)導（電阻的倒(dǎo)數）或電導率(lü)（電阻率的倒(dǎo)數）來表示。當(dāng)兩個互相絕(jué)緣的電極組(zu)👣成電導池時(shi)❤️，若在其中間(jiān)放置待測溶(rong)液，并通㊙️以恒(héng)壓交變電流(liu)，就形成了電(dian)流回路。如果(guǒ)将電壓大小(xiao)🏃‍♀️和電極尺寸(cùn)固定，則回路(lù)電流與電導(dǎo)率就存在一(yī)定的函數關(guan)系。這樣，測了(le)待測溶液中(zhong)流過的電流(liu)，就能測出待(dài)測溶液的電(diàn)導率。
    電導變(bian)送器的結構(gòu)和電路與酸(suān)、堿、鹽濃度變(bian)送器相同。
九(jiǔ)、智能變送器(qi) 
    智能式變送(sòng)器 是由傳感(gan)器和微處理(lǐ)器（微機）相結(jie)構而成的。它(tā)充分利用了(le)微處理器的(de)運算和存儲(chǔ)能力，可對傳(chuan)感器的數據(jù)進行處理，包(bāo)括對測量信(xìn)号的調理（如(ru)濾波、放大、A/D轉(zhuan)換等‼️）、數據顯(xiǎn)⁉️示、自動校正(zheng)和🚩自動補償(chang)等☀️
    微處理器(qi)是智能式變(bian)送器的核心(xīn)。它不但可以(yǐ)對測🏃🏻量數據(ju)進行計算、存(cún)儲和數據處(chù)理，還可以通(tong)過反饋回路(lù)對傳感器進(jìn)行調節，以使(shi)采集數據達(da)到最佳。由于(yú)微處理器具(jù)🚶‍♀️有各種☁️軟件(jiàn)和硬件功能(neng)，因而它可以(yǐ)👅完成傳統變(biàn)送器難以完(wan)成的任務。所(suǒ)以智能式變(biàn)送器降低了(le)傳感器的制(zhì)造難度，并在(zai)很💛大程主上(shang)提高了傳感(gan)器的性能。另(ling)外，智能式變(biàn)送器還具有(you)以下特點：
1.具(jù)有自動補償(chang)能力，可通過(guo)軟件對傳感(gan)器的非線性(xing)、溫漂、時🆚漂等(deng)進行自動補(bǔ)償。
    可自診斷(duan)，通電後可對(dui)傳感器進行(háng)自檢，以檢查(chá)傳感器各💜部(bu)分👉是否正常(cháng)，并作出判斷(duan)。
    數據處理方(fang)便準确，可根(gen)據内部程序(xu)自動處理數(shu)🈲據，如進行統(tong)計處理、去除(chú)異常數值等(děng)。 
2.具有雙向通(tong)信功能。微處(chù)理器不但可(ke)以接收和處(chu)理傳感器數(shù)據，還可将信(xin)息反饋至傳(chuán)感器，從而對(dui)測量過程📧進(jin)行㊙️調節和控(kong)制。
   可進行信(xìn)息存儲和記(ji)憶，能存儲傳(chuan)感器的特征(zheng)數據🍉、組🏃‍♂️态☂️信(xin)息和補償特(tè)性等。
3.具有數(shu)字量接口輸(shū)出功能，可将(jiāng)輸出的數字(zì)信号方便地(dì)和計算機或(huo)現場總線等(děng)連接。