变送器的工作原理及其应用
压力变送器的原理及应用图
压力变送器的原理及应用图1. 压力变送器的原理压力变送器是一种用于测量和转换压力参数的设备。
它的工作原理基于一种称为称为压阻效应的原理。
当外界施加压力时，压力变送器内部的感应元件（如薄膜或金属片）会发生形变。
这个形变会导致电阻器的电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以推算出所受压力的大小。
压力变送器主要由以下几个部分组成：•感应元件：用于感应外界施加的压力。
•电阻器：作为信号的输出装置，通过测量电阻值的变化来推算压力大小。
•电路：用于将传感器输出的电阻值转换为标准信号输出。
•外壳和连接部件：用于保护和连接各个部件。
压力变送器的工作原理简单而可靠。
它被广泛应用于各个领域，如工业自动化控制、仪表仪器、空调系统、汽车制造等。
2. 压力变送器的应用图以下是一个常见的压力变送器的应用图：•输入：被测压力源•输出：标准信号或数字信号•组件：感应元件、电阻器、电路压力变送器应用图的示意图如下所示：|--------------|| 感应元件 ||--------------|||--------------|| 电阻器 ||--------------|||--------------|| 电路 ||--------------||输出信号3. 压力变送器的应用场景压力变送器广泛应用于以下场景中：1.工业生产自动化控制：压力变送器可以用于监测和调节工业生产过程中的压力，确保生产的稳定性和安全性。
2.仪表仪器：压力变送器可用于各种仪器的压力测量，如压力表、压力计等。
它可以将压力转换为电信号，方便仪表的读取和处理。
3.空调系统：压力变送器可用于空调系统中的压力调节和保护。
通过监测压力的变化，可以自动调整空调系统中的工作参数，提高系统的效率和稳定性。
4.汽车制造：压力变送器可以用于汽车制造中的压力监测和控制。
例如在制动系统中，它可以监测制动液压力的变化，提供给驾驶员相关信息，确保制动系统的安全性。
综上所述，压力变送器是一种基于压阻效应的设备，可以广泛应用于各个领域中。
压力变送器的作用和工作原理
压力变送器的作用和工作原理压力变送器是一种常见的工业自动化仪表，广泛应用于各个行业，起到了重要的作用。
它可以将被测介质的压力转换成标准信号，通过电气或电子系统进行处理和传输。
下面将从作用和工作原理两个方面来介绍压力变送器。
一、压力变送器的作用1. 测量和监控压力：压力变送器的主要作用是测量和监控压力。
在工业生产中，许多过程都需要对压力进行控制和监测，以确保生产的安全和稳定。
压力变送器可以将被测介质的压力转换为电信号，通过显示仪表或控制系统进行实时监测和控制。
2. 传输和转换信号：压力变送器可以将被测介质的压力信号转换为标准信号，如4-20mA电流信号或0-10V电压信号。
这些标准信号可以方便地进行传输和处理，使得压力数据能够被其他仪表或系统接收和处理。
二、压力变送器的工作原理压力变送器的工作原理基于压力的力学性质和电气原理。
下面以常见的压阻式压力变送器为例，介绍其工作原理。
1. 压阻式压力变送器的结构：压阻式压力变送器主要由感应元件和电路模块组成。
感应元件通常采用金属薄膜应变片或硅片，它们具有压力敏感性，能够随着被测介质的压力变化而发生形变。
电路模块负责将感应元件的形变转换为电信号。
2. 压力的测量原理：当被测介质施加压力时，感应元件会发生形变。
在压阻式压力变送器中，感应元件通常是一片金属薄膜应变片。
当介质压力作用在应变片上时，应变片会发生弯曲或拉伸，导致电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以获得被测介质的压力信息。
3. 电信号的转换和传输：通过电路模块，将感应元件的电阻变化转换为标准信号。
常见的转换方式是将电阻变化转换为电流信号或电压信号。
转换后的信号可以方便地被其他仪表或系统接收和处理。
总结：压力变送器是一种重要的工业自动化仪表，具有测量和监控压力、传输和转换信号的作用。
其工作原理基于压力的力学性质和电气原理，通过感应元件和电路模块将被测介质的压力转换为电信号进行传输和处理。
压力变送器的应用广泛，为各个行业的生产过程提供了重要的支持和保障。
电流变送器原理及作用
电流变送器原理及作用
电流变送器是一种用来测量和转换电流信号的设备，它可以将输入的电流信号转换成标准的电流信号或电压信号输出，从而方便进行监测、控制和数据采集。
电流变送器广泛应用于工业自动化、电力系统、电气仪表等领域，起着至关重要的作用。
电流变送器的原理主要是基于霍尔效应或电阻效应。
在霍尔效应中，当电流通过导体时，会在导体两侧产生磁场，而当磁场与导体上的霍尔元件相互作用时，会产生霍尔电压，从而实现电流信号的测量。
而在电阻效应中，电流变送器通过内置的电阻器来测量电流，并将其转换成标准的电压信号输出。
电流变送器的作用主要有以下几个方面：
1. 信号转换，电流变送器可以将不同范围的电流信号转换成标准的电流或电压信号输出，方便与其他设备进行连接和通信。
2. 信号隔离，电流变送器可以实现输入和输出信号的隔离，避免由于环境干扰或其他因素导致的信号失真和干扰。
3. 信号放大，电流变送器可以对输入信号进行放大处理，以适应不同的测量要求和环境条件。
4. 信号滤波，电流变送器可以对输入信号进行滤波处理，去除噪声和干扰，提高信号的稳定性和准确性。
总的来说，电流变送器在工业自动化和电气控制系统中扮演着重要的角色，通过对电流信号的测量、转换和处理，实现了对电力系统和设备运行状态的监测和控制，提高了生产效率和安全性。
因此，电流变送器在现代工业生产中具有不可替代的地位和作用。
变送器的工作原理及其应用
变送器的工作原理及其应用变送器是一种常见的工业自动化传感器设备，用于将各种物理量转换成相应的电信号并传输给控制系统，以实现监测、控制和调节等功能。
变送器在许多领域都有广泛的应用，如工业生产、环境监测、能源管理等。
变送器的工作原理可以简单描述为输入、转换和输出三个过程。
首先，变送器接收来自被测物理量的输入信号，如温度、压力、湿度等。
然后，通过内部的传感器或电路对输入信号进行转换和处理。
最后，变送器将输出信号传输到控制系统或显示设备，供后续的监测和控制。
变送器的输入信号是各种不同的物理量，下面以温度变送器作为例子来说明其工作原理。
温度变送器通常采用热电阻或热电偶作为感温元件，当被测温度发生变化时，感温元件会产生相应的电阻或电势差变化。
变送器会通过内部的电路对这些变化进行放大、线性化和补偿等处理，以确保输出信号的准确性和可靠性。
最终，输出信号可以是模拟信号，如电流或电压，也可以是数字信号，如4-20mA信号或数字通信信号。
变送器为各个领域提供了许多应用方面。
以下是几种常见的变送器应用：1.工业过程控制：变送器广泛应用于工业自动化系统中的过程控制，如化工、石油、电力、冶金、制药等。
它们用于监测和控制过程中的温度、压力、液位、流量等物理量，以保证工业生产的安全、稳定和高效。
2.环境监测：变送器被用来监测大气中的环境参数，如温度、湿度、气压、PM2.5等。
这些数据对于城市规划、环境保护和气象预测等方面都具有重要意义。
3.能源管理：变送器可以用于监测和控制能源消耗，如电力、水、气体等。
通过对能源使用情况的实时监测和调节，可以实现能源的合理利用和节约。
4.医疗健康：变送器被广泛应用于医疗设备，如血压计、心电图仪、血糖仪等。
它们用于检测和监测人体的生理参数，以帮助医生判断病情和制定治疗方案。
5.农业领域：变送器应用于农业生产中的土壤监测、水质监测、气象监测等。
通过对农田环境的检测和调节，可以提高农作物的产量和质量。
变送器工作原理
变送器工作原理变送器是一种用于传输和转换信号的重要设备，广泛应用于工业自动化领域。
它的主要作用是将一种形式的信号转换成另一种形式，从而实现不同设备之间的信号传递和匹配。
本文将介绍变送器的工作原理以及其在工业自动化中的应用。
一、变送器的基本原理1. 信号转换变送器主要通过信号转换来实现不同设备之间的通信。
它可以将一种形式的信号（如温度、压力、流量等）转换成标准的电信号（如电流、电压等），以便于在控制系统中进行处理和调节。
2. 信号调节变送器还可以对传感器采集到的信号进行调节，以适应控制系统的要求。
例如，当传感器采集到的信号范围过大或过小时，变送器可以通过增益和偏置的调节来使信号范围符合控制系统的要求。
3. 信号隔离变送器还具有信号隔离的功能，可以将输入信号和输出信号之间进行隔离，避免设备之间的干扰对信号传输和处理产生影响。
二、常见变送器类型及其工作原理1. 温度变送器温度变送器是应用最为广泛的一种变送器。
它通过温度传感器采集到的信号，经过放大和线性化处理后，转换成标准的电流或电压信号，以便于控制系统进行温度的检测、显示和控制。
温度变送器的工作原理主要包括两个方面：- 温度传感器信号采集：温度变送器通常使用热电偶或热敏电阻作为温度传感器，通过采集温度传感器所产生的微小电信号来获取温度值。
- 信号处理和转换：温度传感器采集到的微小电信号需要经过放大、线性化等处理，以提高信号的稳定性和可靠性，并转换成标准的电流或电压信号，以便于控制系统读取和处理。
2. 压力变送器压力变送器是一种将压力信号转换成标准电信号的设备。
它通过压力传感器采集到的压力信号，经过放大、线性化和调节等处理后，转换成标准的电流或电压信号，以便于控制系统进行压力的检测、显示和控制。
压力变送器的工作原理主要包括两个方面：- 压力传感器信号采集：压力变送器通常使用压电传感器或压阻传感器作为压力传感器，通过采集压力传感器所产生的微小电信号来获取压力值。
压力变送器的原理及应用
压力变送器的原理及应用
压力变送器是一种用于测量、转换和传输压力信号的装置，它在工业自动化控
制系统中起着至关重要的作用。
本文将从压力变送器的原理和应用两个方面进行介绍。
首先，我们来了解一下压力变送器的原理。
压力变送器的工作原理是利用压力
感应元件（如薄膜、应变片等）受压后产生的微小变形，通过电子元件将这种变形转换为标准的电信号输出。
一般来说，压力变送器的感应元件受到压力作用后，会产生微小的位移，这个位移会引起电桥电阻的变化，通过电子元件的放大和处理，最终输出标准的电信号（如4-20mA、0-5V等）。
这样的电信号可以方便地传输到
控制室或监控系统，实现对压力信号的准确测量和监测。
其次，我们来谈一谈压力变送器的应用。
压力变送器广泛应用于各种工业领域，如石油化工、电力、冶金、水利等。
在这些领域中，压力变送器可以用于测量和控制各种介质的压力，如液体、气体等。
比如，在石油化工行业，压力变送器可以用于监测管道压力，保证管道的正常运行；在电力行业，压力变送器可以用于监测锅炉压力，确保锅炉的安全运行。
此外，压力变送器还可以与其他仪表和控制设备配合使用，组成自动化控制系统，实现对压力的精确控制和调节。
总的来说，压力变送器是一种非常重要的工业自动化控制装置，它的原理是利
用压力感应元件产生微小变形，通过电子元件将这种变形转换为标准的电信号输出；在应用方面，压力变送器广泛应用于各种工业领域，可以用于测量和控制各种介质的压力，同时还可以与其他仪表和控制设备配合使用，实现对压力的精确控制和调节。
希望本文能够帮助大家更好地了解压力变送器的原理和应用。
常见压力变送器的原理及其应用
常见压力变送器的原理及其应用一、压力变送器的原理压力变送器是一种测量压力并将其转换为电信号的装置。
它通常包括传感器、信号转换器和输出电路三部分。
具体来说，压力变送器的工作原理如下：1.传感器：压力传感器通常由弹性元件和传感器模块组成。
当被测压力作用在弹性元件上时，弹性元件会发生形变。
传感器模块通过检测弹性元件的形变来获取压力信息。
2.信号转换器：传感器模块将检测到的压力信号转换为标准的电信号，如电压或电流信号。
信号转换器通常包括放大、滤波和线性化等环节，以确保输出信号的准确性和稳定性。
3.输出电路：将信号转换器输出的电信号经过进一步处理后，可用于显示、记录或传输。
输出电路通常包括补偿、校准和隔离等功能，以满足不同应用场景的需求。
二、常见压力变送器的应用压力变送器在工业自动化领域广泛应用，下面列举了几个常见的应用场景：1. 工业过程控制•控制和监测压力变送器常用于工业过程控制系统中。
通过测量和控制管道系统、压力容器和设备中的压力，可以确保工艺过程的稳定性和安全性。
例如，在油气开采中，压力变送器可用于监测井口的压力，以控制油井的产量和保持井口安全。
2. 液位测量•压力变送器可以通过测量液体对容器底部的压力来实现液位的测量。
这种方法特别适用于高温、高粘度或腐蚀性液体的测量。
压力变送器可以应用于化工、石油、水处理等领域的储罐、槽或管道系统中。
3. 气体流量测量•压力变送器可以通过测量气体在管道中的压力变化来实现气体流量的测量。
结合其他参数，如温度和密度，可以计算出气体流量。
这种测量方法广泛应用于空压机、燃气管道和空气处理系统等领域。
4. 汽车制造•压力变送器在汽车制造过程中起着重要作用。
例如，在制动系统中，压力变送器用于测量制动液的压力，以确保制动系统的正常工作。
在发动机系统中，压力变送器用于监测燃油压力，以确保燃油供应的稳定性和准确性。
5. 空调与供热系统•压力变送器在空调和供热系统中可以得到广泛应用。
压力变送器的作用和工作原理
压力变送器的作用和工作原理压力变送器是一种常见的工业自动化仪表，它在工业生产中起着重要的作用。
本文将从作用和工作原理两个方面对压力变送器进行介绍。
一、作用压力变送器的主要作用是将被测介质的压力信号转换成标准的电信号输出，以实现对压力的测量和控制。
它常被应用在石油、化工、电力、冶金等领域，广泛用于压力的监测、控制和调节。
压力变送器可以实现压力的测量。
它能够将介质的压力转换成电流、电压信号，通过这些信号可以准确地测量出介质的压力数值。
这对于工业生产来说非常重要，能够及时监测压力的变化，保证生产过程的安全和稳定。
压力变送器还可以实现压力的控制。
通过将变送器与控制系统连接，可以根据压力变送器输出的信号来控制阀门、泵等设备的工作状态，从而实现对压力的控制。
这对于一些需要保持稳定压力的系统来说尤为重要，能够保证系统的正常运行。
压力变送器还可以实现压力的调节。
通过调节压力变送器的量程和灵敏度，可以改变输出信号的范围和精度，从而实现对压力的调节。
这对于一些需要调整压力范围的系统来说非常有用，能够满足不同应用场景的需求。
二、工作原理压力变送器的工作原理基于压阻效应和电桥原理。
其内部通常包含感应元件（如压阻片）、补偿元件（如温度补偿器）、电桥电路、放大器等部分。
当被测介质的压力作用在压阻片上时，会引起压阻片电阻值的变化。
这是因为压阻片材料的特性，当受到外力作用时，会导致其电阻值随之发生变化。
压阻片的电阻值变化与压力呈线性关系，即压力越大，电阻值变化越大。
压力变送器内部的电桥电路会测量压阻片的电阻值变化，并将其转换成电信号输出。
电桥电路通常由几个电阻和一个电源组成，通过调节电桥电路的电阻比例，可以使输出信号与压力的变化成正比。
为了提高输出信号的稳定性和精度，压力变送器通常还会配备放大器。
放大器可以放大电桥输出的微弱信号，使其变得更容易被测量和处理。
通过放大器的作用，压力变送器可以输出标准的电流信号（如4-20mA）或电压信号（如0-10V），以供后续的测量和控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电流变送器的工作原理及其应用
集成电流变送器亦称电流环电路，根据转换原理的不同可划分成以下两种类型：一种是电压／电流转换器，亦称电流环发生器，它能将输入电压转换成4～20mA 的电流信号（典型产品有1B21，1B22，AD693，AD694，XTR101，XTR106和XTR115）；另一种属于电流／电压转换器，也叫电流环接收器（典型产品为RCV420）。
上述产品可满足不同用户的需要。
电流变送器可以直接将被测主回路交流电流或者直流电流转换成按线性比例输出的DC4～20mA（通过250Ω 电阻转换DC 1～5V或通过500Ω电阻转换DC2～10V）恒流环标准信号，连续输送到接收装置（计算机或显示仪表）。
电流变送器的分类及概述
电流变送器分直流电流变送器和交流电流变送器两种。
交流电流变送器是一种能将被测交流电流转换成按线性比例输出直流电压或直流电流的仪器，产品广泛应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政等部门的电气装置、自动控制以及调度系统。
交流电流、电压变送器具有单路、三路组合结构形式，其特点为：
1、准确度高（典型：0.2% 最好0.05%）。
2、整个量程范围都有极高的线性度。
3、集成化程度高，结构简单，优良的温度特性和长期工作稳定性，使变送器免于定期校验。
直流电流变送器将被测信号变换成一电压，经HCNR200/201线性光耦直接变换成一个与被测信号成极好线性关系并且完全隔离的电压，再经恒压（流）至输出。
具有原理非常简单，线路设计精炼，可靠性高，安装方便等优点。
霍尔电流变送器。
什么是电流变送器？
电流变送器可以直接将被测主回路交流电流转换成按线性比例输出的
DC4～20mA（通过250Ω 电阻转换DC 1～5V或通过500Ω电阻转换DC2～10V）恒流环标准信号，连续输送到接收装置（计算机或显示仪表）。
电流变送器原副边高度绝缘隔离，两线制输出接线，辅助工作电源＋24V与输出信号线DC4～20mA共用，具有精度高，体积小、功耗小、频响宽、抗干扰、国内首创4种补偿措施和6大全面保护功能，两线端口防感应雷能力强，具有雷击波和突波的保护能力等优点。
特别适用发电机、电动机、智能低压配电柜、空调、风机、路灯等负载电流的智能监控系统；电流变送器超低功耗，单只静态时0.096W，满量程功耗为0.48W，输出电流内部限制功耗为0.6W。
工作原理
XTR115采用SO－8小型化封装，其内部电路框图及基本应用电路如图1所示。
U＋为电源端，接环路电源。
UREF为2.5V基准电压输出端。
II端接输入电流。
IRET为基准电压源输出电流和稳压器输出电流的返回端，可作为输入电路的公共地。
OUT为4～20mA电流输出端。
UREG为＋5V稳压器的输出端。
B 和E端为外部功率管的接口，分别接功率管的基极（B）和发射极（E）。
功率管的集电极（C）接U＋端。
芯片内部主要包括输入放大器（A），电阻网络，输出晶体管（VT1），2.5V基准电压源和＋5V稳压器。
RLIM为内部限流电阻。
外围元器件主要有输入电阻（RI），功率管（VT2），环路电源（Us）和负载电阻（RL）。
输入电压UI先经过RI转换成输入电流II，再经过XTR115放大后从OUT端输出4～20mA的电流信号。
为减小失调电压以及输入放大器的漂移量，要求UI>0.5V。
应变桥电流变送器
由XTR115构成应变桥电流变送器的电路如图2所示。
将脚3视为公共地，由脚1给应变桥提供＋2.5V的电源电压。
前置放大器采用TL061型单运放（亦可采用OPA2277型双运放，仅用其中的一个运放），由＋5V稳压器单独给运放供电。
RI为20kΩ输入电阻，C为降噪电容，VT为外部NPN功率管，可选2N4922，TIP29C或TIP31B等型号。
以2N4922为例，其主要参数为
UCEO=60V，ICM=1A，PCM=30W。
该电路的工作原理是当试件受力时，应变桥输出的电压信号首先经过前置放大器放大成0.8～4V的输入电压UI，再通过RI转换成40～200μA的输入电流II，最后经XTR115放大100倍后获得4～20mA的电流。
需要指出，XTR115只能配NPN功率管，不能配MOS场效应功率管。
外部功率管应满足XTR115对电压、电流的要求，使用中还须给功率管装上合适的散热器。
保护电路的设计
保护电路应兼有反向电压保护与正向过压保护两种功能。
XTR115的保护电路如图3所示。
反向电压保护电路由二极管整流桥VD1～VD4组成，可防止因将环路电源的极性接反而损坏芯片。
整流二极管可选用1N4148型高速硅开关二极管，其主要参数为URM=75V，Id=150mA，trr=4ns。
采用桥式保护电路之后就不用再考虑环路电源的极性，因为，无论Us的极性是否接反，它总能保证U＋端接得是正电压。
鉴于在任何时刻整流桥上总有两只二极管导通，因此，在计算环路电压ULOOP时须扣除两只硅二极管的正向压降（约为1.4V），由式（2）确定。
ULOOP=Us－IORL－1.4（2）
过压保护电路采用一只1N4753A型稳压管，其稳定电压为36V，稳定电流为7.0mA。
当环路电压过高时就被钳位到36V。
实验证明，即使环路电压达到65V，XTR115也不会损坏。
为了改善瞬态过压保护特性，还可采用Motorola公司生产的P6KE39A型瞬态电压抑制器（其英文缩写为TVS，亦称瞬变电压抑制二极管）来代替稳压管。
P6KE39A的钳位电压UB=39V，钳位时间仅为1ns，其性能远优于齐纳稳压管。
配J型热电偶的电流变送器电路
由XTR101构成带冷端温度补偿功能的J型热电偶输入电路，如图4所示。
该电路可将温度信号转换成4～20mA的电流信号。
Rs为满量程（SPAN）设定电阻，其电阻值由式（3）确定。
Rs=40/[（ΔIo/U1）-0.016]（3）
式中：ΔIo=20mA－4mA=16mA。
例如，当UI=100mV时，由式（3）不难算出，Rs=278Ω。
Rs的引线应尽量短，以减小干扰。
当Rs=∝时，UImax=1V。
Rp为调零电位器，在0℃下调整Rp可使Io=4mA。
冷端温度补偿电路由二极管VD1，分压电阻R1和R2组成，R1及R2均采用精密金属膜电阻。
J型热电偶在－200℃～＋750℃测温范围内的平均温度系数αT=＋51.70μV ／℃。
硅二极管正向压降的温度系数αD≈－2.1mV/℃，经过R1和R2分压后αD′=αD·[R1/（R1+R2）]=－2.1×[51/（2×10 3+51）]=－52μV／℃≈－αT 因为αD′与αT的大小相等而方向相反，二者又分别接到XTR101的负输入端和正输入端上，所以在室温下二者能互相抵消，从而实现了冷端温度（即环境温度）补偿，使温差热电势仅仅与被测温度有关（e=αTT），不受环境温度变化的影响。
XTR101能输出两路1mA激励电流，分别接J型热电偶和电阻分压器。
反向电压保护电路由VD2组成，当Us接反时VD2截止，电源不通。
正常工作时VD2导通，环路电压ULOOP=Us－IORL－0.7V。
电流变送器技术参数：
●精度：优于0.5％；
●非线性失真：优于0.5％；
●额定工作电压Vcc：＋24V±20％，极限工作电压：≤35V ；
●电源功耗：静态4mA，动态时相等于环路电流，内部限制25mA＋10％；
●额定输入：5A……1KA（42个规格）；
●穿孔穿芯圆孔直径：9、12、20、25、30mm；
●输出形式：两线制DC4～20mA；
●输出电流温漂系数：≤50ppm/℃；
●响应时间：≤100mS；
●输入/输出绝缘隔离强度：AC3000V / 1min、1mA；
●输出负载电阻：RLmax ≤ （Vcc-10V）/ 20mA
●输入过载保护：30倍1min；
●输出过流限制保护：内部限制25mA＋10％；
●两线端口瞬态感应雷与浪涌电流TVS抑制保护能力：TVS抑制冲击电35A ／20ms／1.5KW；
●两线端口设置有＋24V电源反接保护；
●输出电流设置有长时间短路保护限制；内部限制25mA＋10%；。