一文读懂变送器
发布日期:2018-09-10

在工业过程控制中,测量变送单元,执行器,和调节器是组成整个控制系统的三大部件。其中测量变送单元就是变送器,有时候变送器其实等同于传感器,而执行器就比如阀门等,调节器就是控制器,是整个控制系统的大脑。



变送器


传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。变送器就是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号,或将传感器输入的非电量转换成电信号并同时放大,统一转换为标准的信号源(如4~20mA直流电源),能供远方测量和控制。因此说,变送器既是一种转换介质,更是一种媒介。


在自动控控中的过程为:信号源-->传感器-->变送器-->运算器控制器-->执行机构-->控制输出。


在工业现场, 有时候变送器与传感器通用是因为现代的多数传感器的输出信号已经是通用的控制器可以接收的信号,此信号可以不经过变送器的转换直接为控制器所识别。


与传感器相同,变送器一般也分为:温度/湿度变送器,压力变送器,差压变送器,液位变送器,电流变送器,电量变送器,流量变送器,重量变送器等


变送器的原理


转变——是指将各种从传感器来的物理量,转变为电信号的过程。比如:利用热电偶,将温度转变为电势;利用电流互感器,将大电流转换为小电流。由于电信号最容易处理,所以,现代变送器,均将各种物理信号,转变成电信号。 


输送——是指将各种已变成的电信号,为了便于其他仪表或控制装置接收和传送,又一次通过电子线路,将传感器来的电信号,统一化(比如4-20MA)。方法是通过多个运算放大器来实现。 


比如:SST3-AD 就是一种将电流互感器的输出电流,转变成标准的4-20MA的电流变送器;再比如:SST4-LD,可以将重量传感器来的重量信号,转变成标准的4-20MA的重量变送器。



信号传输及供电的线制分类


二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合;



三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的;




四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。



热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。


一次仪表和二次仪表 


从专业上对二次仪表的解释就是接受由变送器、转换器、传感器(包括热电偶、热电阻)等送来的电或气信号,并指示所检测的过程工艺参数量值的仪表。从实物来举例就比如,数显表,温控等 


一次表就是属于信号采集转换(各种变送器 温度元件 信号采集设备) 二次表是显示报警调节(盘装显示报警仪表 分散控制系统的输入 集散控制系统的输入)


变送器的保护功能


1、输入过载保护;


2、输出过流限制保护;


3、输出电流长时间短路保护;


4、两线制端口瞬态感应雷与浪涌电流TVS抑制保护;


5、工作电源过压极限保护≤35V;


6、工作电源反接保护。


常见故障


1、安装时应使变送器的压力敏感件轴向垂直于重力方向,

 

如果安装条件限制,则应安装固定后调整变送器零位到标准值。


2、残存的压力释放不出,因此传感器零位又下不来。排除此原因的最佳方法是将传感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更换密封圈再试。


3、加压变送器输出不变化,再加压变送器输出突然变化,泄压变送器零位回不去。 产生此现象的原因极有可能是压力传感器密封圈引起的。


4、是否符合供电要求;电源与变送器及负载设备之间有无接线错误。如果变送器接线端子上无电压或极性接反均可造成变送器无电压信号输出。


5、压力传感器及变送器的外壳一般需接地,信号电缆线不得与动力电缆混合铺设,传感器及变送器周围应避免有强电磁干扰。传感器及变送器在使用中应按行业规定进行周期检定。


6、用户在选择压力传感器及变送器时,应充分了解压力测量系统的工况,根据需要合理选择,使系统工作在最佳状态,并可降低工程造价。


7、通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。


8、压力变送器要求每周检查一次,每个月检验一次,主要是清除仪器内的灰尘,对电器元件认真检查,对输出的电流值要经常校对,压力变送器内部是弱电,一定要同外界强电隔开。


由于调节器一般都在距离相对较远的控制室中,变送器就成了信号产生和传输线驱动这两个功能的复合体,成为了整个控制装置中的心脏,有了它,才使得控制端和测量端联系起来,构成了整套控制系统。