传感器和变送器-课件

传感器和变送器企业自动与化信息化双人鱼科技传感器1概述2原理3分类4传感器技术指标和检查技术5典型案例6信息化下的传感器概述或定义♦广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。♦狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。♦国家标准（GB7665-87）：对传感器（Transducer/Sensor）的定义：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器功用：一感二传,即感受被测信息,并传送出去。原理利用敏感元件将被测对象的物理，化学变化转化成电信号。传感器的分类物理型：化学型：利用电化学反应原理

结构型：取决于几何尺寸和形状物性型：取决于材料性质按传感器的工作原理②按被测量温度、流量、压力、湿度、浓度、力学量、磁学量、光学量、气体成分等♦根据传感器输出信号：模拟信号和数字信号♦根据传感器使用电源与否：有源传感器和无源传感器♦传感器的能量来源：能量控制型和能量转换型传感器♦按可变电参量：电阻型、电感型或电容型③其他分类传感器的特性与主要性能指标♦传感器的静态特性与主要性能指标

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传感器的动态特性与动态指标静态性能测量范围和量程传感器测量范围的上限值与下限值之差xmax－xmin称为量程（span）。例如一温度传感器的测量范围是-30～+120℃,那么该传感器的量程为150℃。灵敏度与灵敏度误差

线性度(Linearity)静态特性可用下列多项式代数方程表示：y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn式中：y—输出量；x—输入量；a0—零点输出；

a1—理论灵敏度；a2、a3、…

、an—非线性项系数。

迟滞0yx⊿HmaxyFS迟滞特性重复性(Repeatability)重复性是指传感器在输入按同一方向做全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。y0⊿Rmax2⊿Rmax1x分辨力与分辨率分辨力（resolution）:指传感器能检测到的最小的输入增量的△xmin的绝对值。动态特性与动态指标零阶传感器动态特性指标一阶传感器动态特性指标二阶传感器动态特性指标y(t)=kx(t)智能楼宇控制图示为某公司楼宇自动化系统。该系统分为：安全监测、照明控制、空调控制、水/废水管理等。汽车与检测技术变送器1定义2发展过程3分类（压力和温度变送器介绍）4智能变送器器的主要功能5信息化下的传感器电容差压变送器测量液体的液位

差压变送器数显表变送器的定义将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。变送器的发展分立元件，仪表笨重，体积大以晶体管作为主要放大元件，不但扩充了品种，而且改善了仪表性能、缩小了仪表体积、减轻了仪表重量采用了最新的集成电路作为线路中的核心组件2023/7/29变送器的原理与维护19变送器的分类压力变送器温度变送器浓度变送器流量变送器湿度变送器及其他分析类仪表等2023/7/29变送器的原理与维护20压力变送器差压变送器温度变送器2023/7/29变送器的原理与维护21纸浆浓度变送器2023/7/29变送器的原理与维护222023/7/29变送器的原理与维护23压力变送器根据压力变送器的不同种类可以分别用在：绝对压力，液位等不同的场合。2023/7/29变送器的原理与维护24压力变送器按测量机理来分，最常用的有电容式、电感式等。按结构形式变送器将其分为模拟式、智能式和数字智能式三代产品。2023/7/29变送器的原理与维护252023/7/29变送器的原理与维护26力平衡式差压(压力)变送器的结构示意图2023/7/29变送器的原理与维护272023/7/29变送器的原理与维护282023/7/29变送器的原理与维护29力平衡式差压变送器的缺点精度低（最高为0.5％）存在死区性能不稳定，故障率较高调校不方便体积大线性度不好回差大2023/7/29变送器的原理与维护30现已基本退出历史舞台。取而代之的是电容式、扩散硅式和其他新工艺技术的差压变送器。2023/7/29变送器的原理与维护31电容式变送器2023/7/29变送器的原理与维护32工作原理在膜片两边因差压产生一个应力，使膜片的一侧压缩，另一侧拉伸，两个应变电阻片位于压缩区内，另两个应变电阻位于拉伸区，它们连接成一个全动态惠斯登电桥，惠斯登电桥检测出电阻的变化后，经过放大、变换，输出与输入信号成线性关系的4-20mADC标准信号。2023/7/29变送器的原理与维护33电容式差压变送器内部结构

1—高压侧进气口2—低压侧进气口3—过滤片4—空腔5—柔性不锈钢波纹隔离膜片6—导压硅油7—凹形玻璃圆片8—镀金凹形电极9—弹性平膜片10—

腔2023/7/29变送器的原理与维护34变送器装配分解图变送器装配分解图2023/7/29变送器的原理与维护35电容式差压变送器原理框图2023/7/29变送器的原理与维护362023/7/29变送器的原理与维护37电容式差压变送器的优点精度高（一般能达到0.1％以上）温度稳定性好（一般可达-25~85摄氏度）体积小抗震性好无死区线性度好使用寿命长2023/7/29变送器的原理与维护38目前，世界上各大仪表公司几乎都推出了自己的电容式差压变送器。罗斯蒙特（Rosemount）、ABB、横河（YOKOGAWA）、西门子（Simens）、E+H、霍尼威尔（Honeywell）等。2023/7/29变送器的原理与维护39电容式差压变送器外形2023/7/29变送器的原理与维护402023/7/29变送器的原理与维护412023/7/29变送器的原理与维护42法兰2023/7/29变送器的原理与维护43变送器的基本技术指标量程范围仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之间的范围称作仪表的量程范围，简称量程。在数值上等于仪表上限值与下限值的代数差之绝对值。问：某温度计测量的最低温度为-20℃，最高温度为100℃，它的量程是多少？120℃2023/7/29变送器的原理与维护44温度变送器2023/7/29变送器的原理与维护45温度是反映物体冷热状态的物理参数。温度变送器是实现温度检测和控制的重要器件。2023/7/29变送器的原理与维护46

温度变送器与测温元件配合使用，将温度或温差信号转换成为标准的统一信号；还可以作为直流毫伏变送器使用，用以将其它能够转换成直流毫伏信号的工艺变量转换成为标准的统一信号。智能变送器器的主要功能智能变送器器的主要功能是：(1)具有自校零、自标定、自校正功能；(2)具有自动补偿功能；(3)能够自动采集数据，并对数据进行预处理；(4)能够自动进行检验、自选量程、自寻故障；(5)具有数据存储、记忆与信息处理功能；(6)具有双向通讯、标准化数字输出或者符号输出功能(7)具有判断、决策处理功能。与传统变送器相比，智能变送器的特点是：1.精度高2.高可靠性与高稳定性3.高信噪比与高的分辨力4.强的自适应性5.低的价格性能比变送器工作电压和输出信号现在多数变送器的工作电压

24VDC

变送器统一的标准输出信号：0/4-20mADC1-5VDC0-10VDc0-10mADCPROFIBUS-PA传输特性:（1）适合过程自动化应用的行规使不同厂家生产的现场设备具有互换性。（2）增加和去除总线站点，即使在本征安全地区也不会影响到其它站。（3）在过程自动化的PROFIBUS－PA段与制造业自动化的PROFIBUS－DP总线段之间通过藕合器连接，并使可实现两段间的透明通信。（4）使用与IEC1158－2技术相同的双绞线完成远程供电和数据传送。（5）在潜在的爆炸危险区可使用防爆型“本征安全”或“非本征安全”。

PROFIBUS-PA

与4－20mA系统的比较i总线耦合器1PNCPNCI/O模块

(1-x)终端块