變送器是從傳感器發(fā)展而來的,凡是能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器。標(biāo)準(zhǔn)信號是指物理量的形式和數(shù)量范圍都符合標(biāo)準(zhǔn)的信號。由于直流信號具有不受線路中電感、電容及負(fù)載性質(zhì)的影響,不存在相移問題等優(yōu)點(diǎn),所以電工委員會(IEC)將電流信號 4mA~20mA(DC)和電壓信號 1V~5V(DC)確定為過程控制系統(tǒng)中模擬信號的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
基本原理:
變送器是基于負(fù)反饋原理工作的,它主要由測量部分、放大器和反饋部分組成。
測量部分用于檢測被測變量x,并將其轉(zhuǎn)換成能被放大器接受的輸入信號Zi(電壓、電流、位移、作用力或力矩等信號)。反饋部分則把變送器的輸出信號y轉(zhuǎn)換成反饋信號Zf,再回送至輸入端。Zi與調(diào)零信號Zo的代數(shù)和同反饋信號Zf進(jìn)行比較,其差值ε送入放大器進(jìn)行放大,并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號y。
根據(jù)所使用的能源不同,變送器分為氣動變送器和電動變送器兩種。
1:氣動變送器
氣動變送器以干燥、潔凈的壓縮空氣作為能源,它能將各種被測參數(shù)(如溫度、壓力、流量和液位等)變換成0.02~0.1IMPa的氣壓信號,以便傳送給調(diào)節(jié)、顯示等單元組合式儀表,供指示、記錄或調(diào)節(jié)。氣動變送器的結(jié)構(gòu)比較簡單,工作比較可靠,對電磁場、放射線及溫度、濕度等環(huán)境影響的抗*力較強(qiáng),能防火、防爆,價格也比較便宜;缺點(diǎn)是響應(yīng)速度較慢,傳送距離受到限制,與計算機(jī)連接比較困難。
2:電動變送器
電動變送器以電為能源,信號之間聯(lián)系比較方便,適用于遠(yuǎn)距離傳送,便于與電子計算機(jī)連接。近年來也可做到防爆以利安全使用。其缺點(diǎn)是投資一般較高,受溫度、濕度、電磁場和放射線的干擾影響較大:電動變送器能將各種被測參數(shù)變換為0~10mA或4~20mA(直流電流的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號),以便傳送給自動控制系統(tǒng)巾的其他單元。
影響因素:
電路中影響變送器精度的因素很多,主要的有以下幾種。
(1)非線性元件的影響 常規(guī)的電壓、電流變送器多為交流變換器(小互感器),次級工頻交流信號經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓后獲得終的直流信號。由于整流二極管,它們是非線性器件,因此它的電壓、電流曲線均存在非線性特征。
(2)變送器鐵芯的影響常規(guī)變送器變換中均采用鐵芯材料作為導(dǎo)磁介質(zhì)。一方面由于鐵磁材料所表現(xiàn)出來的非線性特征(磁化喵線的起始區(qū)和飽和區(qū)),并非是一種理想的線性傳輸關(guān)系,因此必然會對變送器的精度產(chǎn)生影響。另一方面,由于鐵磁材料的磁滯性,鐵芯對變送器的精度也會產(chǎn)生影響。一般在工頻范圍內(nèi),常規(guī)的硅鋼片滯后角度在0°~15°內(nèi)變化,而這個滯后角度的存在相當(dāng)于增加了無功功率的成分,由于常規(guī)功率變送器是把電壓和電流信號通過乘法器運(yùn)算得出功率,所以這個滯后角度也會影響到功率變送器的精度。
(3)運(yùn)算放大器的影響 常規(guī)電量變送器大多由運(yùn)算放大器組成,溫度對運(yùn)算放大器的工作影響很大,溫度發(fā)生變化,“零”點(diǎn)漂移,使得工作點(diǎn)不穩(wěn)定,直接影響了變送器的精度和可靠性。
(4)變送器整定值選取的影響 變送器的整定值雖然在選取時盡可能接近滿值,但實際使用時變送器往往不能工作在線性區(qū)而造成誤差。
(5)阻抗不匹配造成的誤差影響
(6)系統(tǒng)不平衡的影響 常規(guī)變送器計算功率一般近似認(rèn)為系統(tǒng)是平衡的,但實際上是不平衡的,系統(tǒng)的這種不平衡往往也對變送器的精度產(chǎn)生影響。