3.变送器精读.pptx

第三章 变送器 Control Instrumentation and Computer Control Equipments 3.1.概述 3.2. 压力变送器 3.3. 温度变送器 3.4. 新产品的导入 探讨若干共性问题 变送器是将各种工艺参数，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，以供监控（显示、记录）或控制之用 3.1 概述 位移 力矩 Hz μA mV Ω …… 被测 变量 被测对象 ℃ Pa m3 …… 传感器 变送器 显示、控制仪表(装置) 4～20mA 0～10mA 1～5VDC 数字通信 …… 微弱信号 非线性 参数检测的基本过程 传感器、变送器可以是一体的（多数），也可以使分离的 传感器、变送器一体的检测仪表通常统称为**变送器 参数检测时，传感器是必须的，变送器是不一定的 什么时候不需要变送器 你认为变送器应该具备哪些特征？ 稳定 单值对应 线性 变送器的理想输入输出特性 标准信号 非线性、微弱信号 变换功能 补偿功能 调校功能 3.1.1 变送器的构成原理（模拟+数字） —由4部分组成 模拟变送器 传感器+以微处理器CPU为核心的组件（包括硬件、软件） 数字式变送器 —由2大部分组成 x 传感器 A/D 转换 CPU 通信 电路 数字信号 存储器 一般形式 x 传感器 A/D 转换 CPU D/A转换 FSK信号 存储器 通信电路 Frequency Shift Keying HART仪表·· 在4～20mA上叠加幅度0.5mA的正弦调制波作为数字信号 相位连续，均值为0，对模拟信号没有影响 数字式变送器软件部分包括: 自检程序、A/D、量程转换、工程量变换、滤波、误差校正/非线性补偿、D/A、通讯控制、远程设定、报警…… 3.1.2 变送器的一些共性问题 量程调整 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：使变送器的输出上限值ymax与测量上限值xmax相对应 相当于改变变送器的输入输出特性的斜率 模拟变送器上有一个量程调整电位器 软件实现 数字式变送器 量程调整 零点调整和零点迁移 使变送器的输出下限值ymin与测量下限值xmin相对应 在xmin=0时，称为零点调整 在xmin≠0时，称为零点迁移 x ·模拟变送器：调Z0 (有调零电位器) ·数字变送器：软件 xmin0，负迁移 正迁移， xmin0 (相当于大范围零点调整) 问题1：什么时候需要进行零点调整？ 问题2：什么时候需要进行量程调整？ 问题3：零点调整和量程调整可以分别实施吗？ 问题4：什么时候需要进行零点迁移？ 线性化 原因：传感器的输出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: 方法1：使反馈部分与传感器组件具有相同的非线性特性 方法2：使测量部分与传感器组件具有相反的非线性特性 思考：数字变送器如何实现补偿？ 变送器信号传输方式 模拟式变送器：4-20mA、1~5V、0~10mA等 数字式变送器：双向全数字量传输信号 HART 仪表：4-20mA叠加数字信号 传输电缆几线？ 两线？ 四线？ 供电电源和输出信号分别用二根导线传输 二根导线同时传送变送器电源和输出信号 变送器工作电流： 变送器最小工作电压： 最大负载电阻: 最小有效功率: 0~10mA输出的变送器可能采用两线制吗？ 第三章 变送器 Control Instrumentation and Computer Control Equipments 3.1.概述 3.2. 压力变送器 3.3. 温度变送器 3.4. 新产品的导入 两类应用最广泛的压力（压力）变送器原理和特点 数字式差压（压力）变送器简介 差压（压力）变送器的选修安装 差压变送器、压力变送器的区别 表压、绝压、真空度的概念 3.2.1电容式差压变送器 电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件 主要包括测量部件和转换放大电路两部分： 差压电容膜盒 电容-电流转换电路 调零 电路 电流放大器 反馈电路 Δp ΔC Ii If ＋ ＋ Iz － Io 测量部分 转换放大部分 ΔP=0 Ci1 = Ci2 (15pF ) ΔP＞0 Ci1↓ Ci2↑ 测量 部分 转换放大 部分 Δp Io 4-20mA 线性 线性 供参考 框图 供参考 电容式传感器的发展：金属电容?硅微电容(单晶硅材料制成的电容传感器) 具有滞后小、稳定性高和重复性好的特点 抗静压能力更强、温度影响更小 常规结构 浮动(镂