一文讀懂變送器

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(mén)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(pán)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)。

由于調(diào)節(jié)器一般都在距離相對(duì)較遠(yuǎn)的控制室中，變送器就成了信號(hào)產(chǎn)生和傳輸線驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)功能的復(fù)合體，成為了整個(gè)控制裝置中的心臟，有了它，才使得控制端和測(cè)量端聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)成了整套控制系統(tǒng)。

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審核編輯：湯梓紅