本文普通變送器的原理和應用值得收藏！資料由優質變送器生產報價廠家為您提供。

工業上通常要求測量各種電氣和非電氣物理量，如電流、電壓、功率、頻率、溫度、重量、位置、壓力、轉速、角度等。所有這些信號都需要轉換成可接收的DC模擬電信號，傳輸到數百米外的控制室或顯示設備。這種將測量的物理量轉換成DC信號的設備叫做發射機。該行業通常分為功率變送器(常見型號，如GP/FP系列、S3/N3系列、STM3系列等)。)和非電力發射器。

發射機的傳統輸出DC信號包括0-5V、0-10V、1-5V、0-20mA、4-20mA等。目前，4-20mA電流被廣泛用于傳輸模擬信號。工業上最廣泛使用的方法是用4~20mA電流傳輸模擬量。

使用電流信號的原因是它不容易被干擾。此外，電流源的內阻是無限的，回路中串聯的導線電阻不影響精度，可以在普通雙絞線上傳輸幾百米。20mA的上限是由于防爆要求:20mA電流中斷產生的火花能量不足以點燃氣體。下限不是0mA的原因是為了檢測斷開:在正常運行期間，它不會低于4mA。當輸電線路因故障而斷開時，回路電流降至0。2mA通常作為斷開報警值。電流型變送器將物理量轉換為4~20mA電流輸出，必須由外部電源供電。最典型的是，變送器需要兩條電源線，外加兩條電流輸出線，總共四條線，這稱為四線變送器。當然，電流輸出可以與電源共享一條線路(普通VCC或GND)，這樣可以節省一條線路，稱為三線發射機。

事實上，您可能會注意到，4-20mA電流本身可以為變送器供電，如圖1C所示。變送器相當于電路中的一個特殊負載，其特點是變送器的功耗電流根據傳感器的輸出在4~20mA之間變化。顯示儀器只需要串在電路中。這種類型的變送器只需要外部連接2根導線，因此稱為雙線變送器。工業電流回路的標準下限為4mA，因此只要在此范圍內，變送器至少有4mA的電源。這使得設計雙線傳感器成為可能。

在工業應用中，測量點通常在現場，而顯示設備或控制設備通常在控制室或控制柜上。兩者之間的距離可能是幾十到幾百米。根據100米的距離，省略2根電線意味著成本降低近100元！因此，雙線傳感器在實踐中被越來越多地使用。

區別發射器

生產資料市場化后，激烈的競爭加劇，真假難辨。因為變送器是一門邊緣學科，許多工程設計者對此并不熟悉。一些制造商混淆了工業水平和商業水平(工業水平的價格是商業水平的2-3倍)

筆者試圖以常用的0.5級精密電流電壓變送器為例，從以下幾個方面來區分真假。

(1)基準應該穩定。4mA是相應的輸入零點基準。基準是不穩定的。就精度線性而言，冷啟動3分鐘內4mA的零漂移變化不應超過4.000mA0.5%。(即3.98-4.02毫安)，負載250ω上的壓降為0.995-1.005伏，國外集成電路芯片大多基于昂貴的能隙標準，溫度漂移系數相差10ppm每度。

(2)內部電路消耗的總電流< 4mA，調整后等于4.000mA，有源整流濾波放大恒流電路消耗的電流不隨原邊輸入的變化而變化。國外集成電路芯片采用恒流電源。

(3)當工作電壓為24.000伏，滿量程為20.000毫安時，滿量程讀數為20.000毫安，不會因負載0-700ω的變化而改變。在0.5%范圍內，變化不得超過20.000毫歐0.5%。

(4)當滿量程為20.000毫安，負載為250ω時，滿量程讀數為20.000毫安，不會因工作電壓從15.000伏變為30.000伏而改變；在0.5%范圍內，變化不得超過20.000毫歐0.5%。

(5)當一次側過載時，輸出電流不得超過25.000毫安+10%，否則會因功耗過大而損壞24V工作電源和可編程控制器/分布式控制系統中變送器的模數輸入箝位電路。此外，發射機的發射和輸出也會因功耗過大而受損，沒有模數輸入箝位電路會受到更大的影響。

(6)當工作電壓為24V時，變送器不應損壞，必須提供極性保護。

(7)當兩條線路之間的感應閃電和感應浪涌電壓超過24V時，夾緊它們，不要損壞變送器。一般情況下，兩條線路之間并聯1-2個瞬態保護二極管1.5KE，以抑制每20秒20毫秒脈沖寬度的正負脈沖的沖擊，瞬態沖擊功率為1.5KW-3KW。

(8)產品標簽0.5%的線性度為絕對誤差或相對誤差，可通過以下方法明確識別:當主輸入為零且輸出為4毫安±0.5%(3.98-4.02毫安)時，線性度為0.5%。當250ω負載上的壓降為0.995-1.005伏時，輸出為5.6毫安±0.5%(5.572-5.628毫安)，當250ω負載上的壓降為1.393-1.407伏時，輸出為8毫安±0.5%(7.96-8.04毫安)，當250ω負載上的壓降為1.9997伏時，輸出為25% 當負載250ω上的壓降為2.985-3.015伏，一次側輸入為75%時，輸出12毫安±0.5%(11.94-12.06毫安)，當負載250ω上的壓降為3.980-4.020伏，一次側輸入為100%，輸出20毫安±0.5%(15.92-16.08毫安)

(9)當初級輸入過載大于125%時，必須限制電流。當一次輸入過載大于125%時，輸出過流限值為25mA+10% (25.00-27.50 mA)，負載250ω上的壓降為6.250-6.875伏；；

(10)當感應浪涌電壓超過24V時，辨別是否有箝位現象:在雙線輸出端口用交流50V指針式儀表連接兩條線。用交流50V連接兩根電線，立即接觸雙線輸出端口，查看是否有箝位現象。多少伏特被箝位一目了然

(11)無極性保護判別:如果指針萬用表ω乘以10K來測量雙線輸出端口的正反向，當ω電阻為無窮大時，總會有一個極性保護。

(12)無電極輸出電流長期短路保護:當一次輸入為100%或過載大于125%-200%時，短路負載250ω，測量短路保護限值是否為25mA+10%；

(13)區分工業級和商業級:工業級的工作溫度范圍為-25度至+70度，溫度漂移系數為100 ppm度，即溫度每度變化1度，精度變化萬分之一；民用商用等級的工作溫度范圍為0度(或-10度)至+70度(或+50度)，溫度漂移系數為250ppm度，即溫度每度變化1度，精度變化2.5萬分之一。電流電壓變送器的溫度漂移系數可通過恒溫箱或高低溫箱進行校驗。

上述13種方法也可以用來區分真假與其他發射機。

技術原理

1.精度:優于0.5%；

2.非線性失真:優于0.5%；

3.額定工作電壓:+24V±20%，極限工作電壓:≤35V；

4.電源功耗:靜態4mA，動態等于回路電流，內部限制25mA+10%；

5.額定輸入:5A......1KA (38種規格)；

6.通孔直徑:8、9、12、20、25、30±30毫米；；

7.輸出形式:雙線DC4 ~ 20mA；

8.輸出電流的溫度漂移系數:≤50 ppm/℃；

9.響應時間:≤100毫秒；；

10.輸入/輸出絕緣隔離強度: >交流3000伏、1分鐘、1毫安；

11.輸出負載電阻:RL = V+-10V/0.02(ω)；

注:(1)當標準電壓+24V時，負載阻抗為700ω；

(2)RL = 250ω轉換兩條傳輸線的1 ~ 5V電阻+總銅電阻。

12.輸入過載保護:30次，1分鐘；

13.輸出過流限制保護:內部限制25mA+10%；

注:(1)國際標準輸出過流限制保護:內部限制25mA+10%；

(2)可根據客戶要求定制:內部限制為22mA+10%和24mA+10%。

14.雙線端口瞬態感應閃電和浪涌電流TVS的保護能力:TVS抑制浪涌電流35a/20 ms/1.5 kw；

15.雙線端口設有+24v電源反接保護；

16.輸出電流設置有長時間短路保護限值；內部限值25ma+10%；

17.工作環境:-40℃-80℃，10%-90%相對濕度；

18.儲存溫度:-50℃-85℃；

19.執行標準:GB/t 13850-1998；

20.系列型號、規格、接線圖、產品形狀、產品照片和安全注意事項。

你能舉一個工業級0.5精密電流傳感器的主要特性的例子嗎？

1.一個真正的均方根雙線變送器，專門為50/60赫茲交流電流測量的電力自動化而設計；

2.采用單匝穿孔鐵芯結構，將電流互感器和電流互感器結合成一體設計；

3.它具有六項綜合保護功能:

(1)、輸入過載保護；

(2)輸出過流限制保護；

(3)輸出電流長期短路保護；

(4)雙線端口瞬態感應閃電和浪涌電流瞬態電壓抑制器的抑制和保護；

(5)工作電源過電壓極限保護≤35V；

(6)工作電源反向保護。

4.雙線輸出連接是模擬串口中最先進的輸出方式，有六個優點；

(1)不易受寄生熱電偶和電阻壓降以及沿線溫漂的影響，可以使用非常便宜和較薄的雙絞線；

(2)當電流源的輸出電阻足夠大時，磁場耦合引起的導線回路中的電壓不會有明顯的影響，因為干擾源引起的電流非常小，一般采用雙絞線可以減少干擾；

(3)容性干擾將導致與接收器電阻相關的誤差。對于4-20mA雙線環路，接收器電阻通常為250ω(采樣UOUT = 1 ~ 5V)，該電阻太小，不會產生顯著誤差。因此，允許的導線長度比電壓遙測系統更長更遠。

(4)每個單個讀取裝置或記錄裝置可以在具有不同導線長度的不同通道之間切換，并且精度的差異不是由導線長度的差異引起的；

(5)零電平使用4mA，這使得判斷傳輸線是否開路或傳感器是否損壞(0mA狀態)非常方便。

(6)便于在兩條線路的輸出端口增加浪涌和防雷裝置，有利于安全防雷和防爆。

5.原二次側高度絕緣和隔離；

6.高可靠性、高穩定性和高性價比；

7.特別適用于發電機、電機、低壓配電柜、空調、風機、路燈等負載電流的智能監控系統。

8.超低功耗，單靜態功耗為0.096瓦，滿量程功耗為0.48瓦，輸出電流的內部限制功耗為0.6瓦

壓力變送器原則

電容壓力變送器的原理，電容壓力變送器主要由一個完成壓力/電容轉換的腔敏感元件和一個將電容轉換成兩條線的4-20mA電子線路板組成。當過程壓力從測量室的兩側(或一側)施加到隔離膜時，過程壓力通過硅油填充液轉移到測量室的重心膜。重心隔膜是一種邊緣緊密的隔膜。在壓力的作用下，產生相應的位移，構成差動電容變化，經過電子線路板的調理、振蕩和收縮，轉換成4-20mA信號輸入。輸入電流與過程壓力成反比。

分散硅壓力變送器的原理及應用

被測介質的壓力間接地作用在傳感器(不銹鋼或陶瓷)的膜片上，使膜片產生與介質壓力成反比的微小位移，使傳感器的電阻值變化，用電子電路檢測變化，并轉換和輸入與壓力相對應的標準測量信號。

陶瓷壓力變送器的原理及應用

防腐蝕壓力變送器無液體傳輸，壓力間接作用于陶瓷膜片的前表面，造成膜片大變形。厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，并連接到惠斯通電橋(閉合電橋)。由于壓敏電阻的壓阻效應，電橋產生與壓力成反比、與激勵電壓成反比的高線性電壓信號。標準信號根據不同的壓力氣路等校準為2.0/3.0/3.3毫伏/伏。它與應變傳感器兼容。經過激光校準，傳感器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性。該傳感器自身具有0 ~ 70℃的溫度補償，并能與絕大多數介質間接接觸。陶瓷是公認的高彈性、耐腐蝕、耐磨、耐沖擊和耐振動的材料。陶瓷及其厚膜電阻的熱穩定性能使其工作溫度范圍高達-40 ~ 135℃，測量精度和穩定性高。電氣絕緣水平< 2kV，輸入信號強，臨時穩定性好。高性能、低價格的陶瓷傳感器將是壓力變送器的發展方向。在歐美國家，有一種單方面取代其他類型傳感器的趨勢。在中國，越來越多的玩家也使用陶瓷傳感器來代替分散的硅壓力變送器。

壓力變送器被測介質的兩個壓力進入高壓和低壓腔，作用在δ元件(即敏感元件)兩側的隔離膜片上，并通過隔離膜片和元件中的填充液體傳遞到測量膜片的兩側。測量膜片和兩側絕緣片上的電極分別構成一個電容器。

當兩側的壓力不一致時，測量膜片將移位。位移與壓差成正比，因此兩側的電容不相等，并將通過振蕩和解調鏈路轉換成與壓力成正比的信號。壓力變送器和絕對值壓力變送器的工作原理與差壓變送器的工作原理相同，只是低壓室內的壓力是大氣壓或真空。

模數轉換器將解調器電流轉換成數字信號，其值被微處理器用來確定輸入壓力值。微處理器控制發射器的操作。此外，它使傳感器線性化。重置測量范圍。工程單位轉換、阻尼、平方根、傳感器微調等操作，以及診斷和數字通信。

這種微處理器有16字節的程序用隨機存取存儲器和三個16位計數器，其中一個進行模數轉換。

數模轉換器微調來自微處理器的校正數字信號，該信號可由變送器軟件修改。數據存儲在電可擦可編程只讀存儲器中，即使電源被切斷，電可擦可編程只讀存儲器也是完好無損的。

數字通信線為變送器提供與外部設備的連接接口(例如275智能通信器或HART協議控制系統)。該線路檢測疊加在4-20mA信號上的數字信號，并通過環路傳輸所需信息。通信類型是頻移鍵控FSK技術，符合BeII202標準。

用法:壓力變送器主要用于測量氣體、液體和蒸汽的壓力、負壓、絕對壓力等參數，然后轉換成4-20mA。輸出DC信號。

壓力變送器包括通用型(表壓)和通用型(絕對壓力)。GP和Ap型與智能放大板的組合可形成智能壓力變送器，可通過與符合HART協議的手操器相互通信進行設置和監控。GP類型壓力變送器的三角腔在一側接收測量壓力信號，在另一側與大氣壓力連通，因此可用于測量表壓或負壓。AP型絕對壓力變送器的三角室一側接收測量的絕對壓力信號，另一側密封在高真空參考室中，可測量排氣系統、蒸餾塔、蒸發器、結晶器等的絕對壓力。

原理:有幾種常用的原理，如電容型、諧振梁型、硅擴散型等等！

電容壓力變送器主要由實現壓力/電容轉換的腔敏感元件和將電容轉換成兩條線的4-20mA電子線路板組成！當過程壓力從測量室的兩側(或一側)施加到隔離膜時，它通過硅油填充液轉移到測量室的中心膜。中心隔膜是一種邊緣緊密的隔膜。在壓力的作用下，產生相應的位移，這種位移形成一個微分電容變化！并且經過電子電路板的調整、振蕩和放大！轉換到4-20mA信號輸出！輸出電流與過程壓力成正比！

壓力轉換成電信號的程度可以稱為" 壓力變送器"，壓力的類型太多了。每種類型都有其特定的工作原理，測量范圍從毫克到噸不等。因此，更具體地說，我們也可以說常用的強力平衡型、變形(抗應變)型等等。

總之，它們都可以輸出模擬電信號，然后通過數模轉換器轉換成數字量，并連接到計算機。

輸出標準信號的傳感器。這個術語有時常用于傳感器。

發射器有多種類型。一般來說，變送器向二次儀表發送信號，使二次儀表顯示測量數據。

將物理測量信號或普通電信號轉換成標準電信號輸出或以通信協議模式輸出的設備。一般分為:溫度/濕度變送器、壓力變送器、差壓變送器、液位變送器、電流變送器、功率變送器、流量變送器、重量變送器等。

變送器——遵循物理定律(或實驗數學模型)將物理量的變化轉換成標準信號(如4-20mA)的裝置。

變送器將傳感信號轉換為統一的標準信號:0/4-20毫伏直流、1-5毫伏直流、0-10毫伏直流

變送器:除傳感功能外，還具有放大和整形功能，其輸出為標準控制信號，如4-20mA

公共壓力變送器的原理及應用

1.應變計壓力變送器的原理及應用

機械傳感器有很多種，如電阻應變計壓力變送器，半導體應變計壓力變送器，壓阻式壓力變送器，感應式壓力變送器，電容式壓力變送器，諧振式壓力變送器，電容式加速度傳感器等。然而，壓阻壓力變送器是最廣泛使用的類型，它具有極低的價格、高精度和良好的線性特性。下面我們主要介紹這種傳感器。

當減壓電阻壓力變送器時，讓我們首先識別電阻應變儀。電阻應變儀是一種將被測件上的應變變化轉換成電信號的靈敏裝置。它是壓阻式應變傳感器的主要部件之一。金屬電阻應變儀和半導體應變儀被廣泛使用。有兩種金屬電阻應變儀:線應變儀和金屬箔應變儀。通常，應變儀通過特殊的粘合劑與產生機械應變的基體緊密結合。當基體的應力改變時，電阻應變儀也會一起變形，從而改變應變儀的電阻值，從而改變施加到電阻上的電壓。應變儀在應力作用下產生的電阻值變化通常很小。通常，應變儀形成應變橋，該應變橋由隨后的儀表放大器放大，然后傳輸到處理電路(通常是模數轉換和中央處理器)顯示或執行機構。

金屬電阻應變儀的內部結構

它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等組成。根據不同的用途，電阻應變片的電阻值可以由設計者來設計，但應注意電阻值的取值范圍:電阻值太小，要求的驅動電流太大，同時，應變片的發熱導致應變片的溫度太高，在不同的環境下使用導致應變片的電阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調零電路過于復雜。然而，電阻太大，阻抗太高，抗外部電磁干擾的能力差。一般來說，從幾十歐元到幾萬歐元不等。

電阻應變儀的工作原理

金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基材上的應變電阻隨機械變形而變化的現象，俗稱電阻應變效應。金屬導體的電阻值可由以下公式表示:

式中:ρ-金屬導體的電阻率(ω？cm2/m)

S——導體橫截面積(cm2)

L——導線長度(m)

我們以線應變電阻為例。當金屬絲受到外力時，它的長度和橫截面積將會改變。從上面的公式可以很容易地看出，它的電阻值會發生變化。如果電線被外力拉伸，它的長度將增加，而它的橫截面積將減少，它的電阻值將增加。當電線被外力壓縮時，長度減小，橫截面增大，電阻值減小。只要測量施加到電阻上的變化(通常測量電阻兩端的電壓)，就可以獲得應變線的應變狀態

2.陶瓷壓力變送器的原理及應用

耐腐蝕壓力變送器無液體傳輸，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，導致膜片輕微變形。厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，并連接形成惠斯通電橋(閉合電橋)。由于壓敏電阻的壓阻效應，電橋產生一個與壓力成正比，也與激勵電壓成正比的高線性電壓信號。根據不同的壓力范圍，標準信號校準為2.0/3.0/3.3毫伏。通過激光校準，該傳感器具有較高的溫度穩定性和時間穩定性。該傳感器自身的溫度補償為0 ~ 70℃，可與大多數介質直接接觸。

陶瓷是公認的高彈性、耐腐蝕、耐磨、耐沖擊和耐振動的材料。陶瓷的熱穩定性和厚膜電阻可使其工作溫度范圍高達-40 ~ 135℃，具有較高的測量精度和穩定性。電氣絕緣度>:2kV，輸出信號強，長期穩定性好。高性能、低價格的陶瓷傳感器將是壓力變送器的發展方向。在歐洲和美國，有一種趨勢是完全取代其他類型的傳感器。在中國，越來越多的用戶使用陶瓷傳感器，而不是擴散硅壓力變送器。

3.擴散硅壓力變送器的原理及應用

工作原理

被測介質的壓力直接作用在傳感器的隔膜(不銹鋼或陶瓷)上，使隔膜產生與介質壓力成比例的微位移，改變傳感器的電阻值，通過電子電路檢測這種變化，并轉換和輸出對應于該壓力的標準測量信號。

4.藍寶石壓力變送器的原理及應用

基于應變電阻原理，硅藍寶石被用作半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。

藍寶石由單晶絕緣體元素組成，不會引起磁滯、疲勞和蠕變；藍寶石比硅更堅硬，不怕變形；藍寶石具有非常好的彈性和絕緣特性(在1000攝氏度以內)。因此，由硅藍寶石制成的半導體傳感器對溫度變化不敏感，并且即使在高溫條件下也具有良好的工作特性；藍寶石具有很強的抗輻射能力；此外，硅藍寶石半導體傳感器沒有p-n漂移，從而從根本上簡化了制造工藝，提高了可重復性并確保了高產量。

由硅藍寶石半導體敏感元件制成的壓力傳感器和變送器能夠在最惡劣的工作條件下正常工作，可靠性高，精度好，溫度誤差極小，性價比高。

表壓傳感器和壓力變送器由雙膜片組成:鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印有異質外延應變敏感電橋電路的藍寶石片焊接在鈦合金測量膜片上。測量的壓力被傳輸到接收隔膜(接收隔膜和測量隔膜通過拉桿牢固地連接在一起)。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片變形。硅藍寶石敏感元件檢測到變形后，其電橋輸出將發生變化，變化幅度與測量壓力成正比。

傳感器電路可以保證應變電橋電路的供電，并將應變電橋的不平衡信號轉換成統一的電信號輸出(0-5、4-20mA或0-5V)。在絕對壓力傳感器和壓力變送器中，藍寶石片與陶瓷基玻璃焊料連接，起到彈性元件的作用，將測得的壓力轉化為應變片的變形，從而達到壓力測量的目的。

5.壓電壓力傳感器的原理及應用

主要用于壓電傳感器的壓電材料包括應時、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫鹽。其中，應時(二氧化硅)是一種能發現壓電效應的天然晶體。在一定的溫度范圍內，壓電性能總是存在的，但是當溫度超過這個范圍后，壓電性能就完全消失了(這個高溫就是所謂的“居里點”)。由于電場隨著應力的變化而略有變化(即壓電系數相對較低)，應時逐漸被其他壓電晶體所取代。酒石酸鉀鈉具有很高的壓電靈敏度和壓電系數，但只能應用在室溫和濕度較低的環境中。磷酸二氫胺是一種人造晶體，能耐高溫高濕，因此得到了廣泛的應用。

現在壓電效應也應用于多晶，如壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、壓電陶瓷、鈮酸鹽壓電陶瓷、鈮酸鉛鎂壓電陶瓷等。

壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理。壓電傳感器不能用于靜態測量，因為只有當回路具有無限的輸入阻抗時，外力后的電荷才得以保存。實際情況并非如此，因此決定壓電傳感器只能測量動態應力。

壓電傳感器主要用于加速度、壓力和力的測量。壓電加速度計是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長的優點。壓電加速度計廣泛應用于飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑物的振動和沖擊測量，特別是在航空和航天領域。壓電傳感器也可以用來測量內燃機的壓力和真空度。它也可用于軍事工業，例如，它可用于測量膛內發射槍和子彈時膛內壓力和槍口沖擊波壓力的變化。它可以用來測量大壓力和小壓力。

壓電傳感器也廣泛用于生物醫學測量。例如，心室導管麥克風由壓電傳感器制成。因為測量動態壓力非常普遍，所以壓電傳感器被廣泛使用。

來源:網絡

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