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一文讀懂變送器
發布日期:2019-05-10

在工業過程控制中,測量變送單元,執行器,和調節器是組成整個控制系統的三大部件。其中測量變送單元就是變送器,有時候變送器其實等同于傳感器,而執行器就比如閥門等,調節器就是控制器,是整個控制系統的大腦。



變送器


傳感器和變送器一同構成自動控制的監測信號源。變送器就是把傳感器的輸出信號轉變為可被控制器識別的信號,或將傳感器輸入的非電量轉換成電信號并同時放大,統一轉換為標準的信號源(如4~20mA直流電源),能供遠方測量和控制。因此說,變送器既是一種轉換介質,更是一種媒介。


在自動控控中的過程為:信號源-->傳感器-->變送器-->運算器控制器-->執行機構-->控制輸出。


在工業現場, 有時候變送器與傳感器通用是因為現代的多數傳感器的輸出信號已經是通用的控制器可以接收的信號,此信號可以不經過變送器的轉換直接為控制器所識別。


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


轉變——是指將各種從傳感器來的物理量,轉變為電信號的過程。比如:利用熱電偶,將溫度轉變為電勢;利用電流互感器,將大電流轉換為小電流。由于電信號最容易處理,所以,現代變送器,均將各種物理信號,轉變成電信號。 


輸送——是指將各種已變成的電信號,為了便于其他儀表或控制裝置接收和傳送,又一次通過電子線路,將傳感器來的電信號,統一化(比如4-20MA)。方法是通過多個運算放大器來實現。 


比如:SST3-AD 就是一種將電流互感器的輸出電流,轉變成標準的4-20MA的電流變送器;再比如:SST4-LD,可以將重量傳感器來的重量信號,轉變成標準的4-20MA的重量變送器。



信號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線來引出電阻信號的方式叫二線制:這種引線方法很簡單,但由于連接導線必然存在引線電阻r,r大小與導線的材質和長度的因素有關,因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合;



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,是工業過程控制中的最常用的;




四線制:在熱電阻的根部兩端各連接兩根導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轉換成電壓信號U,再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見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。



熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導線電阻引起的測量誤差。這是因為測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橋臂電阻,其連接導線(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境溫度變化,造成測量誤差。采用三線制,將導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,這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差。


一次儀表和二次儀表 


從專業上對二次儀表的解釋就是接受由變送器、轉換器、傳感器(包括熱電偶、熱電阻)等送來的電或氣信號,并指示所檢測的過程工藝參數量值的儀表。從實物來舉例就比如,數顯表,溫控等 


一次表就是屬于信號采集轉換(各種變送器 溫度元件 信號采集設備) 二次表是顯示報警調節(盤裝顯示報警儀表 分散控制系統的輸入 集散控制系統的輸入)


變送器的保護功能


1、輸入過載保護;


2、輸出過流限制保護;


3、輸出電流長時間短路保護;


4、兩線制端口瞬態感應雷與浪涌電流TVS抑制保護;


5、工作電源過壓極限保護≤35V;


6、工作電源反接保護。


常見故障


1、安裝時應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,則應安裝固定后調整變送器零位到標準值。


2、殘存的壓力釋放不出,因此傳感器零位又下不來。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。 產生此現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;電源與變送器及負載設備之間有無接線錯誤。如果變送器接線端子上無電壓或極性接反均可造成變送器無電壓信號輸出。


5、壓力傳感器及變送器的外殼一般需接地,信號電纜線不得與動力電纜混合鋪設,傳感器及變送器周圍應避免有強電磁干擾。傳感器及變送器在使用中應按行業規定進行周期檢定。


6、用戶在選擇壓力傳感器及變送器時,應充分了解壓力測量系統的工況,根據需要合理選擇,使系統工作在最佳狀態,并可降低工程造價。


7、通過隔離片和元件內的填充液傳送到測量膜片兩側。測量膜片與兩側絕緣片上的電極各組成一個電容器。


8、壓力變送器要求每周檢查一次,每個月檢驗一次,主要是清除儀器內的灰塵,對電器元件認真檢查,對輸出的電流值要經常校對,壓力變送器內部是弱電,一定要同外界強電隔開。


由于調節器一般都在距離相對較遠的控制室中,變送器就成了信號產生和傳輸線驅動這兩個功能的復合體,成為了整個控制裝置中的心臟,有了它,才使得控制端和測量端聯系起來,構成了整套控制系統。

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