各类温度变送器的工作原理
变送器的工作原理
常见变送器的工作原理常见变送器的工作原理作者：未知文章来源：网络点击数：463 更新时间：2009-5-7传感器和变送器在仪器、仪表和工业自动化领域中起着举足轻重的作用。
与传感器不同，变送器除了能将非电量转换成可测量的电量外，一般还具有一定的放大作用。
本文简单地介绍了各类变送器的特点，以供使用者选用。
一、一体化温度变送器一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。
采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。
一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。
热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。
测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。
热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。
它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，最后放大转换为4～20mA电流输出信号。
为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故，变送器中还设有断电保护电路。
当热电偶断丝或接解不良时，变送器会输出最大值（28mA）以使仪表切断电源。
一体化温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。
一体化温度变送器的输出为统一的4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。
也可用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。
二、压力变送器压力变送器也称差变送器，主要由测压元件传感器、模块电路、显示表头、表壳和过程连接件等组成。
它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。
温度变送器的原理及应用图
温度变送器的原理及应用图1. 温度变送器的概述温度变送器是一种将温度信号转换为标准电信号输出的设备。
它能够将温度传感器所采集到的温度信号转换成标准信号（如4-20mA、0-10V等），并输出给控制系统进行监测、控制和数据采集等用途。
温度变送器广泛应用于工业自动化领域，如冶金、化工、电力等行业。
2. 温度变送器的工作原理温度变送器的核心部件是温度传感器和信号转换电路。
温度传感器主要有热电偶、热电阻和半导体温度传感器等。
当温度传感器被置于被测物体上时，温度变送器会通过传感器采集到温度值，并将该温度值转换为标准电信号输出。
温度传感器采集到的温度信号首先经过放大电路放大，然后再经过线性化电路进行电信号的线性化处理。
接着，信号转换电路将处理好的信号进行电流/电压转换，并将其输出给控制系统。
控制系统通过对接收到的信号进行处理，并根据需要进行控制操作。
3. 温度变送器的应用图示下图展示了一个典型的温度变送器的应用图，图中标注了各部件的名称和功能。
+--------------+| || 电源供应单元 +---->| | 给变送器供电+----+---------+|||+----+---------+| || 温度传感器 || |+----+---------+|||+----+---------+| || 信号转换电路 | ----> 输出标准信号给控制系统| |+----+---------+4. 温度变送器的优势和应用领域温度变送器具有以下优势： - 提供稳定、可靠的温度测量和控制。
- 支持远距离传输和远程监测。
- 具备防护性和防腐蚀性能，适合恶劣环境使用。
- 方便安装和维护。
温度变送器的应用领域包括但不限于： - 工业过程控制：如化工厂中的温度监测和控制。
- 环境监测：如空调系统中的温度监测和控制。
- 制造业：如烤箱温度的控制和监测。
总结：温度变送器是一种将温度信号转换为标准电信号输出的设备，它的工作原理是通过温度传感器采集温度信号，并经过放大电路和线性化电路进行处理，最后通过信号转换电路输出给控制系统。
温度变送器工作原理
温度变送器工作原理
1温度变送器概述
温度变送器是一种常用的电气控制设备，它的主要作用是将测量到的温度信号转换成标准的输出信号，以便于控制系统进行处理和操作。
2温度变送器的组成和原理
温度变送器主要由温度传感器、信号转换器和输出电路组成。
其中，温度传感器通过接触或近距离探测方式测量物体温度并转换成电信号，然后信号转换器对电信号进行放大、线性化、滤波处理，最终输出标准的工业信号（一般为4-20mA）。
这样，测量到的温度信号就可以与其他设备的信号集成在一起，方便进行信息处理和控制。
3温度变送器的工作流程
温度变送器的工作流程一般如下：
1）温度传感器进行温度测量；
2）温度信号经过条件处理，由模拟电路转换成标准的输出信号；
3）经过模拟信号的传输和处理，输出电路将信号送达控制系统终端；
4）控制系统按照设定的工作要求进行控制操作。
4温度传感器的种类
温度传感器主要分为热电偶、热电阻和半导体三种类型。
其中，热电偶测温范围广、响应快、稳定性好，适用于高温度测量；热电阻测温精度高、温度范围较窄，适用于低温度测量；半导体测温范围窄、响应快，适用于局部的温度测量。
5温度变送器的应用领域
温度变送器的应用领域广泛，既可以用于工业生产领域、也可以应用于家电、汽车、医疗等领域。
在工业生产中，可以用于测量温度、湿度、水位等，实现对生产过程的实时控制和监测；在家电、汽车、医疗领域，则可用于温度控制等方面。
温度变送器的原理及应用
温度变送器的原理及应用温度变送器是一种能将被测温度信号转换成标准信号输出的电子测量仪器。
它主要由传感器、信号调理电路和输出接口组成。
温度变送器的原理是通过传感器将温度信号转换成电压、电流等标准信号，然后经过信号调理电路进行放大、滤波、线性化、温度补偿等处理，最后通过输出接口将信号输出给控制设备或显示仪表。
温度变送器的应用非常广泛，以下是几个典型的应用场景：1. 工业过程控制：温度变送器常被用于工业生产中对温度进行监测和控制。
例如，在化工过程中，温度变送器可以将温度信号转换成标准信号输出给PLC或DCS系统，以实现对温度的精确监测和控制，确保生产过程的稳定性和安全性。
2. 热力系统：温度变送器可以用于热力系统的温度测量和控制。
比如，在供暖系统中，温度变送器可以将地源、太阳能等能源转化成热能的温度信号转换成标准信号输出给控制系统，以实现对供暖系统的温度控制。
3. 环境监测：温度变送器也常用于环境监测中，如气象站、温室、冷藏库等地方对温度的监测。
温度变送器可以将环境温度转换成标准信号输出给数据采集仪器或自动化系统，实现对环境温度的实时监测和记录。
4. 制冷设备：温度变送器在制冷设备中的应用非常常见。
比如，冷库中的温度变送器可以将冷藏室内的温度信号转换成标准信号输出给控制系统，以实现对制冷设备的温度控制和调节。
5. 生物医学：温度变送器在生物医学领域也有广泛的应用。
例如，在手术室中，温度变送器可以将手术台面的温度信号转换成标准信号输出给监测仪器，以实时监测手术室的温度，确保手术环境的安全和舒适。
温度变送器作为一种重要的温度测量仪器，其原理和应用十分广泛。
通过将温度信号转换成标准信号输出，温度变送器实现了温度的精确测量和控制，为工业生产、环境监测等领域提供了可靠的温度监测方案。
一体化温度变送器的工作原理
一体化温度变送器的工作原理
一体化温度变送器工作原理如下：
1. 传感器：温度变送器内部集成了一个或多个温度传感器，常见的传感器包括热电偶和热敏电阻。
这些传感器能够感知所测量物体的温度变化。
2. 信号转换：温度变送器将传感器感知到的温度变化转换为相应的电信号。
对于热电偶来说，变送器通过测量热电偶两个不同金属之间的电势差，并将其转换为温度信号。
对于热敏电阻来说，变送器通过测量电阻值的变化来确定温度。
3. 放大和补偿：温度变送器采用放大器来增强电信号的幅度，并对信号进行补偿以消除温度传感器和变送器本身带来的误差。
这一步骤确保输出信号的精度和稳定性。
4. 输出信号：经过放大和补偿后，温度变送器将结果转换为标准的电信号输出。
常见的输出信号包括模拟信号（如4-20mA、0-10V）和数字信号（如RS485、HART协议等）。
5. 供电：温度变送器通常需要外部供电以驱动内部电路工作。
常见的供电方式包括直流电源（如24V DC）或交流电源（如220V AC）。
综上所述，一体化温度变送器通过传感器感知温度变化，经过信号转换、放大和补偿，最终将结果转换为电信号输出。
这样，用户可以方便地获取和监控被测物体的温度信息。
温度变送器的原理及应用实验
温度变送器的原理及应用实验1. 温度变送器的概述温度变送器是一种用于测量和转换温度信号的设备。
它可以将温度信号转换为标准的电流信号或电压信号，从而方便传输和处理。
温度变送器通常由温度传感器和信号转换器组成，具有广泛的应用领域，包括工业自动化、仪器仪表、环境监测等。
2. 温度变送器的工作原理温度变送器的工作原理基于热电效应、热敏效应或热电阻效应，具体取决于所采用的温度传感器的类型。
以下是几种常见的温度传感器及其工作原理：2.1 热电偶热电偶是利用两种不同金属导线的热电效应产生电压差来测量温度的传感器。
当两根不同金属导线的连接处温度发生变化时，由于两种金属的热电特性不同，会在连接处产生热电势。
通过测量这个热电势的大小，可以确定温度的变化情况。
2.2 热敏电阻热敏电阻是一种根据材料电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器。
当温度发生变化时，热敏电阻的电阻值也会发生变化。
通过测量热敏电阻的电阻值，可以推断出温度的变化情况。
2.3 热电阻热电阻是一种利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器。
与热敏电阻类似，当温度发生变化时，热电阻的电阻值也会发生变化。
热电阻常用的材料有铜、铂等，其中铂电阻常常被用作温度变送器的传感器。
3. 温度变送器的应用实验为了更好地理解温度变送器的原理和应用，可以进行一些实验来验证其性能和功能。
下面是一些常见的应用实验：3.1 温度测量实验在这个实验中，我们可以使用温度变送器来测量不同介质的温度。
首先，选择一个合适的温度传感器（如热电偶或热敏电阻），将其与温度变送器连接。
然后，将传感器放置在要测量温度的介质中，并记录变送器输出的电流或电压信号。
通过比较变送器的输出信号和已知温度值，可以评估温度变送器的准确性和精度。
3.2 温度控制实验在这个实验中，我们可以利用温度变送器来控制一个加热或冷却设备，以使温度保持在预定的范围内。
首先，将温度传感器和温度变送器连接，并将变送器的输出信号与控制装置（如PLC或PID控制器）连接。
描述系统中压力变送器、流量变送器以及温度变送器的工作原理
描述系统中压力变送器、流量变送器以及温度变送器的工作原
理
压力变送器的工作原理：
压力变送器通过感受被测介质的压力变化，并将其转换为与输入压力成正比的电信号输出。
一般采用毛细管原理或压力传感器原理。
毛细管原理是将被测介质的压力作用在细管的内外两侧，通过测量细管内外的液位差来计算压力值。
压力传感器原理是利用压电效应，将被测介质的压力转换为电荷信号输出。
流量变送器的工作原理：
流量变送器通过感受被测介质的流速变化，并将其转化为与流速成正比的电信号输出。
一般采用热式、机械式或电磁式原理。
热式流量变送器通过加热体和测量体之间的温度差来推导出流速。
机械式流量变送器通过叶轮、涡轮或旋翼等转子的转速来推算流速。
电磁式流量变送器利用被测介质通过导电管道时产生的电磁感应现象，通过测量感应电动势来计算流速。
温度变送器的工作原理：
温度变送器通过感受被测介质的温度变化，并将其转换为与温度成正比的电信号输出。
一般采用热电偶、热敏电阻或红外线测温原理。
热电偶原理是利用不同金属的热电势随温度的变化来测量温度。
热敏电阻原理是根据电阻随温度变化的特性来进行测量。
红外线测温原理是通过感应被测物体发出的红外线辐射来计算温度值。
温度变送器工作原理【附图】
温度变送器的工作原理是：通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度，一般测量精度较高。
在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。
但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差。
温度变送器一般由测温探头，即热电偶或热电阻传感器和两线制固体电子单元组成。
采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。
温度变送器广泛应用于工业、农业、商业等部门。
随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量-153℃以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计等。
扩展资料温度变送器的维护：1、通电情况下，严禁打开电子单元盖和端子盖，允许进行外观检查：检查变送器，配管配线的腐蚀、损坏程度以及其它机械结构件的检查。
2、禁止在现场打开端子盖和视窗，只许在控制室内用手持通讯器进行调整。
3、搁爆变送器的修理必须断电后在安全场所进行。
4、接线通过钢电线管，并且管路使密封接头密封，为防止爆炸气体或由爆炸引起的火焰转移，密封、隔绝管路。
作用：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。
温度变送器是将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，主要用于工业过程温度参数的测量和控制。
电流变送器是将被测主回路交流电流转换成恒流环标准信号，连续输送到接收装置。
温度电流变送器是把温度传感器的信号转变为电流信号，连接到二次仪表上，从而显示出对应的温度。
比如，图中该温度传感器的型号为PT100，那么温度电流变送器的作用就是把电阻信号转变为电流信号，输入仪表，显示温度。
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AD693
—控制仪表和计算机控制装置—
(2) U/I变换器
U/I变换器将0~60mV的电压输入信号转换为 0~16mA的电流输出信号，通过引脚9、11～13， 通过外接适当阻值的电阻或适当的连接方法，可 以使输出为4～20mA、0～20mA或12±8mA。U/I变 换器中，还设置了输出电流限幅电路，可使输出 电流最大不超过32mA。
的4～20mADC电流信号和1～5VDC电压信号。
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—控制仪表和计算机控制装置—
热电偶温度变送器量程单元
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线路上的两点修改
① 在输入回路增加了由铜补偿电阻RCu1、RCu2等 元件组成的热电偶冷端补偿电路。同时，在电路 安排上把零电位器W1和电阻R104移到了反馈回路的 支路上。
时，得到负向调零点迁移量；
b. 为R 4 输出与输入之间的比例系数。改变R114可以大幅度 地改变送器的量程。而调整电位器W2，可以在小范围
内改变比例系数；
c.零点和满度必须反复调整。
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(2)热电偶温度变送器
与各种热电偶配合使用，将温度信号变换为成比例
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直流毫伏变送器线路原理图
① ② ③ ④ 上⑤页 目 录 下页
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直流毫伏变送器构成方框图
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a.电压放大器
失调电压的温漂系数要求:
温度变化Δt时失调电压的变化量ΔUOS为
UOSUtOSt
设η 为由于ΔUOS的变化给变送器带来的附加误差
即 U OS
U i
UtOSt/Ui
UOS Ui
t t
0.3V/C
因此，应采用低漂移型高增益运算放大器
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①放大单元
—控制仪表和计算机控制装置—
② 增加了由R23、R24等元件构成的热电 阻导线电阻补偿电路
同时零点调整电路有所改变
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热电阻温度变送器量程单元
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—控制仪表和计算机控制装置—
1)线性化电路
热电阻和被测温度之间也存在着非线 性关系
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线性化电路
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线性化电路
应用Δ→Y变换和同相端输入运放电路的输出输入关系 式 ,可以求得
Ub
R1 1
1
5R1
2
R1 2R01 2 1 0R1 2 1R1
t↑
Et
U z
1
1
Et R10(5R10 0 R103 1 1 )UZ
|Uz||Et |
RC1u RC2u RC2u RC1u
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RCu1、RCu2为铜线绕电阻，其阻值在0℃时为 50Ω。
R105、R103和R 100为锰铜线绕电阻或精密度金 属膜电阻，R105=7.5kΩ，R103和R 100的阻值决定 于所选用的热电偶型号，一般按0℃时冷端补偿电
—控制仪表和计算机控制装置—
线性化电路
如果在UC=Us1+UVZ的时候，Uf=Uf2，则特性曲 线在Uf2对应的拐点处将向上绕。由图3-可以得
到第二段线段的斜率为
r2U Uaf
1R121R11 R122 R12
251RR112201//RR112129
1R0
Ra
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Ei
Rab R103 R105
UZ
UFR10/6/R1R 0W 72R 2 11R 11R 1W 42R 11 R/1 5/1R (41R 11 61/R 5/4R )(11 6 R4)R10R 6 10R6 10U 7 z
R 1/ 0 R 1 /6 0 R R 1 1 7 / 0 1 R R 1 / W 6 1 2 0 R R 1 1 7 1 1 R R W 1 1 4 2 / 1 1 R / 1 5( 1 R 4 6 ) R 1 R 1 1 R 1 1 5 U 1 5 f6
R10R611R111R111R4W21R11R511R5116R4Io
R R
106 107
1/
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Uz
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UTEi UZ
UF
R4
Io
Uz
UF
UT
I0R 4Ei R 4()UZ
讨论：
a.时，R4得(到为正 )直向Uz流调毫零伏信变号送，器即的可调实零现信负号向。迁移；而当当
② 在反馈回路中增加了由运算放大器A2等构成的 线性化电路。
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1)热电偶冷端补偿电路
补偿原因：热电偶产生的热电势Et,与热电偶的冷端温度有关
补U 偿T原理Et分U 析z：Et R10R510(R 0CR1u10R3 R 1C 0R)31C u/R1/uC RC 2uR2uC2uR100Uz E tR 1 10(R 510 0R 10 R 3 C R 1 C R u1 C u 2R uC2u )U Z
输入信号断路报警电路
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③变送器的静特性
—控制仪表和计算机控制装置—
I0
分压公式
Δ → Y变换
等效电源定理
叠加定理
分压公式
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U TE iR 10 3R R W a1b /R R /1 10 0 3 4R 10U 5z
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3.3 温度变送器
—控制仪表和计算机控制装置—
作 用 ：* 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；
* 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EI的工艺参数 转换成为标准的统一信号。
分类： 模拟式温度变送器
智能式温度变送器
在结构上，有一体化结构和分体式结构之分
二极管VT6导通，VT5截止，从 而产生了电流ic2
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c.隔离输出电路
作用：避免输出和输入之间有直接的联系
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d.直流/交流/直流变换器
作用：对仪表进行隔离式供电
势为25mV和当温度变化t 50
两个条件进行计算。
℃时|Uz||Et |
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2)线性化电路
测温元件热电偶和被测 温度之间存在着非线性关系， 线性化电路处于反馈回路中， 因而它的特性应与所采用的 热电偶的特性相同。是一个 折线电路，它是用折线来近 似热电偶的非线性特性。
R1 2R01 2 2
22Uf
R1 2 0R1 2 1R1 2 2
Ua
Ra Ra Ro
Ub
上页
1
Ua Uf
1R121R1 R122 R1
21251R12R112R012
2
1R0
Ra
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—控制仪表和计算机控制装置—
3)热电阻温度变送器
与各种热电阻配合使用，可以将温度信号变换为 成比例的4～20mADC电流信号和1～5VDC电压信号
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29
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—控制仪表和计算机控制装置—
线路上的两点修改
① 输入回路增加了由A2、R16～R19等元 件构成的线性化电路
使用中应特别注意变送器模块所处的环境温度。
变送器模块大多数以一片专用变送器芯片 为主，外接少量元器件构成
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1)变送器芯片AD693
—控制仪表和计算机控制装置—
它可以直接接受传感器的直流低电平输入信号并转换成
4～20mA的直流输出电流。
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1
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—控制仪表和计算机控制装置—
在与测温元件配合使用，温度变送器的输出 有两种形式：
(1) 输出与温度之间呈线性关系，但输出与变 送器的输入信号（Et或Rt）之间呈非线性关系
(2) 输出与温度之间呈非线性关系，而输出与 变送器的输入信号（Et或Rt）之间呈线性关系