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变送器

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  • 发布时间:2013/10/27 16:53:43
  • 作者:银河电气

一、变送器概述

数字变送器  在自动控制领域,变送器是指把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。“可被控制器识别的信号”通常为方便测量的直流电压或电流信号,也可以是数字信号,例如:国标GB/T 13850规定的“交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器”,输出信号可以是模拟量的电压、电流信号,也可以是按照某种规律编码的数字信号。其输出电流信号的标准为:4~20mA、0~20mA、0~1mA、0~10mA、-1mA~0mA~1mA、-10mA~0mA~10mA,优选值为4~20mA。4~20mA是工业现场使用最为广泛的标准电流信号。

 

 

 

 

 

二、变送器与传感器的区别

  国家标准GB/T 7665对传感器下的定义如下:

  能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。

  对于电量传感器,输入输出都是电信号,当输出电信号符合相关标准要求时,按照变送器的定义,相当于是传感器和变送器的组合体。按照GB7665的定义,可以理解为是转换元件输出为标准信号的传感器。

  对于常见的非电量变送器,如压力变送器、温度变送器、流量变送器等,按照变送器的定义,相当于是传感器和变送器的组合体。按照GB7665的定义,可以理解为是转换元件输出为标准信号的传感器。但是,为了与不带变送器的传感器的区分,习惯称为变送器。

  因此,许多时候,当输出为标准信号时,传感器与变送器不作区别。

  随着科学技术的发展及传感器应用的日渐广泛,越来越多的传感器直接输出标准信号,在电测与计量领域,光从装置本身看,传感器与变送器已经很难区分。银河电气的电测量产品的命名规则是:

  1、尊重传统习惯

  例如,SP系列变频功率传感器,主要应用于变频电量的直接测量,实际使用时,输入直接与一次回路连接,输出与二次设备变频功率分析仪相连,按照GB/T7665的定义,称为传感器。

  2、方便应用区分

  例如,DT系列数字变送器,由于输入电压较低,输入电流较小,用于高电压、大电流测量时,还需要再变送器前面加必要的传感器,为了方便与传感器的区分,称为变送器。

三、变送器的分类

  按照用途分类,变送器与传感器并无根本区别。

  按照变送器的输出信号特点,可分为两大类:

1、模拟量输出变送器

  模拟量输出变送器又可分为电压输出型变送器和电流输出型变送器。

  参考国标“GB/T 13850 交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器”,电压输出型变送器的标准值为:0~1V,0~10V,-1V~0V~1V,-10V~0V~10V,0~5V,-5V~0V~5V。

  电流输出型变送器的标准值为:4~20mA、0~20mA、0~1mA、0~10mA、-1mA~0mA~1mA、-10mA~0mA~10mA,优选值为4~20mA。

  标准不推荐采用电压输出型变送器。

  对于交流电量,按照输出量反映的特征值,可以分为:瞬时值变送器和特征值变送器。

  理论上,瞬时值变送器输出信息中完全包含被测量的信息,如:用于交流电流测量的霍尔电流传感器。

  特征值变送器一般只能输出被测量的一个或多个特征值,如:频率变送器、幅值变送器和功率因数变送器等。

  幅值变送器又可分为:有效值变送器,真有效值变送器等。

  有效值变送器和真有效值变送器输出为直流量,只能反映被测量的有效值。如:用于交流电流测量的霍尔电流变送器,可以理解为霍尔电流传感器与有效值变送器的组合。有效值变送器一般只适用于正弦波电量有效值的测量,而真有效值变送器可以用于任意波形电量的有效值的测量。

2、数字量输出变送器

  与模拟量变送器类似,数字量变送器也包括瞬时值变送器和特征值变送器。

  数字量输出瞬时值变送器先将被测信号变换为模数转换器可以正确识别的模拟量电压信号,再以特定的采样频率将模拟量电压信号转变为数字信号,即将模拟信号时间离散化,幅值量化,输出为离散时间数字信号样本序列(简称数字信号)。只要数字量输出瞬时值变送器的采样频率满足采样定理的要求,根据输出的数字信号,可以完全再现输入的模拟量信号。

  数字量输出特征值变送器相当于模拟量输出特征值变送器加上AD转换电路。

  某些数字量输出特征值变送器在变送器本体上提供测量结果的示值,同时输出标准模拟量信号,从控制系统可利用的信号角度讲,这种变送器仍然属于模拟量输出型变送器。如:部分压力、流量变送器。

  对于包含微处理器,尤其是对被测信号进行了一些预处理的数字量输出型变送器,也称智能型数字变送器。如:AnyWay的DT系列数字变送器在内部微处理器的控制下,具有频率同步和量程切换的功能,适用于各类变频电量的各种特征值测量。

  数字量输出型变送器通常采用现场总线的方式与二次仪表或上位机建立数据交互,这类变送器也称现场总线型变送器。如:AnyWay的DM系列分布式测试子站,采用基于光纤或RS485的高速串行总线与上位机进行指令及数据交互。

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  作者:AnyWay中国

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