控制仪表及计算机控制装置--变送器工作原理大全.ppt

第三章 变送器 分类 ： 3.1. 概述 变送器的构成原理 模拟式变送器的构成原理 模拟式变送器的组成 模拟式变送器的输入输出关系 数字式变送器的构成原理 数字式变送器组成:二大部分 数字式变送器的硬件构成 数字式变送器的软件构成 ──包括系统程序和功能模块 功能模块可能有： 3.1.2 变送器的一些共性问题 量程调整 3.1.2.1. 量程调整 使变送器的输出信号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应 量程调整的方法 模拟式变送器 3.1.2.2.零点调整和零点迁移 零点调整和零点迁移的方法 3.1.2.3. 线性化 3.1.2.4.变送器信号传输方式 电动模拟式变送器信号传输方式 二线制 优点： 数字式变送器信号传输方式 物理层 数据链路层 HART协议按主/从方式通讯，这意味着只有在主站呼叫时，现场设备（从站）才传送信息有三种通讯模式： 应用层 HART通讯模块 调制器 ITXD：二进制数字信号输入 OXTA：FSK信号输出 时基电路产生调制器和解调器所需的时间基准信号，同时还提供19.2kHz 的脉冲输出 AD421及电压调整电路原理图 现场总线通信方式 载波监测电路用于检测4～20mA直流信号中是否叠加有数字信号 ,侦听网络和启动接收 16位串行输入、4～20mA电流输出 与HART通信模块共同完成变送器的数字通信 AD421 组成：数模转换器、电流转换器和电压调整器 * —控制仪表和计算机控制装置— 广东石油化工学院自动化系 上页 下页 目 录 上页 下页 目 录 变送器在自动检测和控制系统中的作用，是将各种工艺参数，如温度、压力、流量、液位、成分等物理量转换成统一的标准信号，以供显示、记录或控制之用 差压变送器 压力变送器 温度变送器 液位变送器 流量变送器 等 ──按被测参数 变送器的理想输入输出特性 模拟式变送器的构成原理 数字式变送器的构成原理 测量部分 放大器 反馈部分 零点调整和零点迁移 当满足 1的条件时 模拟式变送器的理想 输入输出特性 在小型电子式变送器中，反馈部分往往仅由几个电阻和电位器构成，因此常把反馈部分和放大器合在一起作为一个负反馈放大部分看待；或者将反馈部分和放大器合做在一块芯片内，这样变送器即可看成由测量部分和放大器两部分组成。另外，调零和零点迁移环节也常常合并在放大器中。 软 件──包括系统程序和功能模块 硬件电路──以微处理器CPU为核心 智能式变送器还配置有手持终端(外部数据设定器或组态器)，用于对变送器参数进行设定，如设定变送器的型号、量程调整、零点调整、输入信号选择、输出信号选择、工程单位选择和阻尼时间常数设定以及自诊断等。 系统程序: 对变送器硬件的各部分电路进行管理，并使变送器能完成最基本的功能，如模拟信号和数字信号的转换、数据通信、变送器自检等 ·资源模块 ·变量转换 ·模拟输入 ·量程自动切换 ·非线性校正 ·温度误差校正 ·阻尼时间设定 ·显示转换 ·运算功能 ·PID 控制功能 ·警报 零点调整和零点迁移 线性化 变送器信号传输方式 量程调整相当于改变变送器的输入输出特性的斜率，也就是改变变送器输出信号y与输入信号x之间的比例系数 改变反馈部分的反馈系数 改变测量部分转换系数 软件实现 数字式变送器 使变送器的输出信号下限值ymia与测量范围的下限值xmin相对应 零点调整使变送器的测量起始点为零 在xmin=0时，称为零点调整；在xmin≠0时，称为零点迁移 零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值: 当测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移 当测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移 零点迁移，再辅以量程调整，可以提高仪表的测量精度 。 模拟式变送器 改变放大器输入端上的调零信号z0 数字式变送器 软件实现 原因：传感器组件的输出信号与被测参数之间往往存在着非线性关系 模拟式变送器非线性补偿方法: 使反馈部分与传感器组件具有相同的非线性特性 使测量部分与传感器组件具有相反的非线性特性 数字式变送器 非线性补偿方法: 软件实现 气动变送器：两根气动管线 电动模拟式变送器：二线制