自动检测技术与仪表-04.ppt

4-1：温度检测与变送 4-2：压力检测与变送 4-3：流量检测与变送 4-4：物位检测与变送 4-5：成份分析检测技术 4-6: 机械量检测技术 第四章 过程参数检测技术及仪表 一、过程参数的一般检测原理 传感器 ----又称为检测元件或敏感元件，它直接响应被测变量，经能量 转换，并转化成一个与被测变量成对应关系的便于传送的输 出信号，如电压、电流、电阻、频率、位移、力等。 变送器 ---- 传感器的输出一般都需要经过变送环节的进一步处理，转 换成如0～10mADC或4～20mADC等统一标准模拟量信 号，或者转换成满足特定标准的数字量信号，送给显示、 控制等装置。 显示装置 ---- 接收变送器的输出的标准信号后，以指针、数字、曲线 等形式，把被测量显示出来。 当传感器输出为某一电信号时，显示装置可以采用专门 的测量电路直接引入此电信号，完成数据显示。 传感器本质上是非电系统与电系统之间的接口。由于传感器大多都存在着一定的非线性，经常需要在检测仪表或检测系统中加入非线性校正电路，或采取非线性校正的软件措施等。 电阻的热效应 ---- 是指金属导体的电阻值随温度变化而发生变化的现 象。 通常，电阻值和温度之间可以建立如下的简化关系式： Rt为温度t时的电阻值，Rt0为温度t0时的电阻值，α为温度系数。 可见，温度的变化可以导致电阻体的电阻发生变化，因此只要设法测量出电阻值的变化就可以达到测量温度的目的，这也是另一种工业上普遍使用的温度检测方法。 应变效应和压阻效应 ---- 是利用金属导体和半导体材料制成的电阻体， 其阻值R可以表示成： 当电阻体材料的电阻率、长度或者截面积发生变化，可引起电阻体电阻值发生变化； 电阻体的电阻值变化归结为两个因素： 一是由尺寸变化引起的（如 l、A），称为应变效应----主要针对金属材料的传感器； 二是由电阻率变化引起的，称为压阻效应 ----主要针对半导体材料的传感器 利用材料的应变效应和压阻效应制成的敏感元件可用于压力等参数的测量。 二、变送器的基本特性和构成原理 传感器的作用是基于各种自然规律和基础效应的前提下，把被测变量转化为一个与之成对应关系的便于传送的输出信号，如电压、电流、电阻、频率、位移、力等等。 但由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往十分微弱并伴有非线性，因此，除了部分单纯以显示为目的的检测系统之外，多数情况下都要利用变送器来把传感器的输出转换成遵循统一标准的模拟量或者数字量输出信号，送到显示装置以指针、数字、曲线等形式把被测量显示出来，或者同时送到控制器对其实现控制。 —— 模拟变送器的构成原理 —— 数字式变送器的构成原理 ---- 变送器的一些共性问题 —— 量程调整 —— 量程调整的方法 —— 零点调整 —— 零点迁移 —— 线性化 使测量部分与传感器组件具有相反的非线性特性。如图 三、讨论、思考题、作业： 电动模拟式变送器的电源和输出信号的连接方式有哪几种？目前在工业现场最常见的是哪一种？它有什么样的特点？ 有一台DDZ-III型两线制差压变送器，已知其量程为20～100kPa，当输入信号为40kPa和70kPa时，变送器的输出信号分别是多少？ * 《自动检测技术及仪表》 2009年2月 湖北工业大学电气与电子工程学院 自动化系 杨桦 （四） 目 录 第四章 过程参数检测技术及仪表 一、过程参数的一般检测原理 二、变送器的基本特性和构成原理 当被测量为电量时，则检测系统中可不需要传感器部分，被测量直接送显示仪表显示； 当被测量为非电量时，则检测系统中必须要有传感器部分，被测量经传感器的转换后，再送显示仪表显示； 传感器是将被测量转换为某一可用的、可再处理的信号的重要装置。 这个转换过程一般都是利用诸多的自然规律和基础效应进行的，如: 守恒定律、场的定律、热电效应、电阻的热效应等 例如： 自然界最基本的定律 ---- 能量守恒、动量守恒； 静电场、磁电场感应定律等等。 守恒定律 守恒定律 ---- 是自然界最基本的定律，它包括能量守恒、