Service hotline
+86-755-86597986

Company News

HomeNewsCompany News

傳感器的主要作(zuò)用及工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

Time: 2015-05-10

一、一體(tǐ)化溫度傳感器
一體(tǐ)化溫度傳感器一般由測溫探頭(熱(rè)電偶或熱(rè)電阻傳感器)和兩線制固體(tǐ)電子單元組成。采用固體(tǐ)模塊形式将測溫探頭直接安裝在接線盒内,從(cóng)而形成一體(tǐ)化的傳感器。一體(tǐ)化溫度傳感器一般分(fēn)爲熱(rè)電阻和熱(rè)電偶型兩種類型。

熱(rè)電阻溫度傳感器是由基準單元、R/V轉換單元、線性電路(lù)、反接保護、限流保護、V/I轉換單元等組成。測溫熱(rè)電阻信号轉換放(fàng)大(dà)後,再由線性電路(lù)對溫度與電阻的非線性關系進行補償,經V/I轉換電路(lù)後輸出一個與被測溫度成線性關系的4~20mA的恒流信号。

熱(rè)電偶溫度傳感器一般由基準源、冷(lěng)端補償、放(fàng)大(dà)單元、線性化處理(lǐ)、V/I轉換、斷偶處理(lǐ)、反接保護、限流保護等電路(lù)單元組成。它是将熱(rè)電偶産生(shēng)的熱(rè)電勢經冷(lěng)端補償放(fàng)大(dà)後,再帽由線性電路(lù)消除熱(rè)電勢與溫度的非線性誤差,最後放(fàng)大(dà)轉換爲4~20mA電流輸出信号。爲防止熱(rè)電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事(shì)故,傳感器中還(hái)設有斷電保護電路(lù)。當熱(rè)電偶斷絲或接解不良時,傳感器會輸出最大(dà)值(28mA)以使儀表切斷電源。一體(tǐ)化溫度傳感器具有結構簡單、節省引線、輸出信号大(dà)、抗幹擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體(tǐ)模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工(gōng)作(zuò)可(kě)靠等優點。一體(tǐ)化溫度傳感器的輸出爲統一的 4~20mA信号;可(kě)與微機(jī)系統或其它常規儀表匹配使用。也可(kě)用戶要求做成防爆型或防火(huǒ)型測量儀表。

二、壓力傳感器
壓力傳感器也稱差傳感器,主要由測壓元件(jiàn)傳感器、模塊電路(lù)、顯示表頭、表殼和過程連接件(jiàn)等組成。它能将接收的氣體(tǐ)、液體(tǐ)等壓力信号轉變成标準的電流電壓信号,以供給指示報警儀、記錄儀、調節器等二次儀表進行測量、指示和過程調節。

壓力傳感器的測量原理(lǐ)是:流程壓力和參考壓力分(fēn)别作(zuò)用于集成矽壓力敏感元件(jiàn)的兩端,其差壓使矽片變形(位移很小,僅μm級),以使矽片上用半導體(tǐ)技術(shù)制成的全動态惠斯登電橋在外部電流源驅動下輸出正比于壓力的mV級電壓信号。由于矽材料的強性極佳,所以輸出信号的線性度及變差指标均很高。工(gōng)作(zuò)時,壓力傳感器将被測物理(lǐ)量轉換成mV級的電壓信号,并送往放(fàng)大(dà)倍數很高而又可(kě)以互相(xiàng)抵消溫度漂移的差動式放(fàng)大(dà)器。放(fàng)大(dà)後的信号經電壓電流轉換變換成相(xiàng)應的電流信号,再經過非線性校(xiào)正,最後産生(shēng)與輸入壓力成線性對應關系的标準電流電壓信号。

壓力傳感器根據測壓範圍可(kě)分(fēn)成一般壓力傳感器(0.001MPa~20MP3)和微差壓傳感器(0~30kPa)兩種。

三、液位傳感器
1、浮球式液位傳感器
浮球式液位傳感器由磁性浮球、測量導管、信号單元、電子單元、接線盒及安裝件(jiàn)組成。

一般磁性浮球的比重小于0.5,可(kě)漂于液面之上并沿測量導管上下移動。導管内裝有測量元件(jiàn),它可(kě)以在外磁作(zuò)用下将被測液位信号轉換成正比于液位變化的電阻信号,并将電子單元轉換成4~20mA或其它标準信号輸出。該傳感器爲模塊電路(lù),具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優點,電路(lù)内部含有恒流反饋電路(lù)和内保護電路(lù),可(kě)使輸出最大(dà)電流不超過28mA,因而能夠可(kě)靠地保護電源并使二次儀表不被損壞。

2、浮簡式液位傳感器
浮筒式液位傳感器是将磁性浮球改爲浮筒,它是根據阿基米德浮力原理(lǐ)設計(jì)的。浮筒式液位傳感器是利用微小的金屬膜應變傳感技術(shù)來(lái)測量液體(tǐ)的液位、界位或密度的。它在工(gōng)作(zuò)時可(kě)以通過現場按鍵來(lái)進行常規的設定操作(zuò)。

3、靜(jìng)壓或液位傳感器
該傳感器利用液體(tǐ)靜(jìng)壓力的測量原理(lǐ)工(gōng)作(zuò)。它一般選用矽壓力測壓傳感器将測量到的壓力轉換成電信号,再經放(fàng)大(dà)電路(lù)放(fàng)大(dà)和補償電路(lù)補償,最後以4~20mA或0~10mA電流方式輸出。

四、電容式物位傳感器
電容式物位傳感器适用于工(gōng)業企業在生(shēng)産過程中進行測量和控制生(shēng)産過程,主要用作(zuò)類導電與非導電介質的液體(tǐ)液位或粉粒狀固體(tǐ)料位的遠(yuǎn)距離(lí)連續測量和指示。

電容式液位傳感器由電容式傳感器與電子模塊電路(lù)組成,它以兩線制4~20mA恒定電流輸出爲基型,經過轉換,可(kě)以用三線或四線方式輸出,輸出信号形成爲 1~5V、0~5V、0~10mA等标準信号。電容傳感器由絕緣電極和裝有測量介質的圓柱形金屬容器組成。當料位上升時,因非導電物料的介電常數明顯小于空氣的介電常數,所以電容量随着物料高度的變化而變化。傳感器的模塊電路(lù)由基準源、脈寬調制、轉換、恒流放(fàng)大(dà)、反饋和限流等單元組成。采用脈寬調特原理(lǐ)進行測量的優點是頻率較低,對周圍元射頻幹擾、穩定性好、線性好、無明顯溫度漂移等。

五、超聲波傳感器
超聲波傳感器分(fēn)爲一般超聲波傳感器(無表頭)和一體(tǐ)化超聲波傳感器兩類,一體(tǐ)化超聲波傳感器較爲常用。一體(tǐ)化超聲波變更新器由表頭(如(rú)LCD顯示器)和探頭兩部分(fēn)組成,這種直接輸出4~20mA信号的傳感器是将小型化的敏感元件(jiàn)(探頭)和電子電路(lù)組裝在一起,從(cóng)而使體(tǐ)積更小、重量更輕、價格更便宜。超聲波傳感器可(kě)用于液位。物位測量和開渠、明渠等流量測量,并可(kě)用于測量距離(lí)。

六、銻電極酸度傳感器
銻電極酸度傳感器是集 PH檢測、自(zì)動清洗、電信号轉換爲一體(tǐ)的工(gōng)業在線分(fēn)析儀表,它是由銻電極與參考電極組成的PH值測量系統。在被測酸性溶液中,由于銻電極表面會生(shēng)成三氧化二銻氧化層,這樣在金屬銻面與三氧化二銻之間會形成電位差。該電位差的大(dà)小取決于三所氧化二銻的濃度,該濃度與被測酸性溶液中氫離(lí)子的适度相(xiàng)對應。如(rú)果把銻、三氧化二銻和水溶液的适度都(dōu)當作(zuò)1,其電極電位就(jiù)可(kě)用能斯特公式計(jì)算出來(lái)。

銻電極酸度傳感器中的固體(tǐ)模塊電路(lù)由兩大(dà)部分(fēn)組成。爲了現場作(zuò)用的安全起見(jiàn),電源部分(fēn)采用交流24V爲二次儀表供電。這一電源除爲清洗電機(jī)提供驅動電源外,還(hái)應通過電流轉換單元轉換成相(xiàng)應的直流電壓,以供變送電路(lù)使用。第二部分(fēn)是測量傳感器電路(lù),它把來(lái)自(zì)傳感器的基準信号和PH酸度信号經放(fàng)大(dà)後送給斜率調整和定位調整電路(lù),以使信号内阻降低并可(kě)調節。将放(fàng)大(dà)後的PH信号與溫度被償信号進行叠加後再差進轉換電路(lù),最後輸出與PH值相(xiàng)對應的4~20mA恒流電流信号給二次儀表以完成顯示并控制PH值。

七、酸、堿、鹽濃度傳感器
酸、堿、鹽濃度傳感器通過測量溶液電導值來(lái)确定濃度。它可(kě)以在線連續檢測工(gōng)業過程中酸、堿、鹽在水溶液中的濃度含量。這種傳感器主要應用于鍋爐給水處理(lǐ)、化工(gōng)溶液的配制以及環保等工(gōng)業生(shēng)産過程。

酸、堿、鹽濃度傳感器的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)是:在一定的範圍内,酸堿溶液的濃度與其電導率的大(dà)小成比例。因而,隻要測出溶液電導率的大(dà)小變可(kě)得(de)知酸堿濃度的高低。當被測溶液流入專用電導池時,如(rú)果忽略電極極化和分(fēn)布電容,則可(kě)以等效爲一個純電阻。在有恒壓交變電流流過時,其輸出電流與電導率成線性關系,而電導率又與溶液中酸、堿濃度成比例關系。因此隻要測出溶液電流,便可(kě)算出酸、堿、鹽的濃度。

酸、堿、鹽濃度傳感器主要由電導池、電子模塊、顯示表頭和殼體(tǐ)組成。電子模塊電路(lù)則由激勵電源、電導池、電導放(fàng)大(dà)器、相(xiàng)敏整流器、解調器、溫度補償、過載保護和電流轉換等單元組成。

八、電導傳感器
它是通過測量溶液的電導值來(lái)間接測量離(lí)子濃度的流程儀表(一體(tǐ)化傳感器),可(kě)在線連續檢測工(gōng)業過程中水溶液的電導率。

由于電解質溶液與金屬導體(tǐ)一樣的電的良導體(tǐ),因此電流流過電解質溶液時必有電阻作(zuò)用,且符合歐姆定律。但(dàn)液體(tǐ)的電阻溫度特性與金屬導體(tǐ)相(xiàng)反,具有負向溫度特性。爲區别于金屬導體(tǐ),電解質溶液的導電能力用電導(電阻的倒數)或電導率(電阻率的倒數)來(lái)表示。當兩個互相(xiàng)絕緣的電極組成電導池時,若在其中間放(fàng)置待測溶液,并通以恒壓交變電流,就(jiù)形成了電流回路(lù)。如(rú)果将電壓大(dà)小和電極尺寸固定,則回路(lù)電流與電導率就(jiù)存在一定的函數關系。這樣,測了待測溶液中流過的電流,就(jiù)能測出待測溶液的電導率。電導傳感器的結構和電路(lù)與酸、堿、鹽濃度傳感器相(xiàng)同。

九、智能傳感器
智能式傳感器是由傳感器和微處理(lǐ)器(微機(jī))相(xiàng)結構而成的。它充分(fēn)利用了微處理(lǐ)器的運算和存儲能力,可(kě)對傳感器的數據進行處理(lǐ),包括對測量信号的調理(lǐ)(如(rú)濾波、放(fàng)大(dà)、A/D轉換等)、數據顯示、自(zì)動校(xiào)正和自(zì)動補償等。
微處理(lǐ)器是智能式傳感器的核心。它不但(dàn)可(kě)以對測量數據進行計(jì)算、存儲和數據處理(lǐ),還(hái)可(kě)以通過反饋回路(lù)對傳感器進行調節,以使采集數據達到最佳。由于微處理(lǐ)器具有各種軟件(jiàn)和硬件(jiàn)功能,因而它可(kě)以完成傳統傳感器難以完成的任務。所以智能式傳感器降低了傳感器的制造難度,并在很大(dà)程主上提高了傳感器的性能。

另外,智能式傳感器還(hái)具有以下特點:
1.具有自(zì)動補償能力,可(kě)通過軟件(jiàn)對傳感器的非線性、溫漂、時漂等進行自(zì)動補償。可(kě)自(zì)診斷,通電後可(kě)對傳感器進行自(zì)檢,以檢查傳感器各部分(fēn)是否正常,并作(zuò)出判斷。數據處理(lǐ)方便準确,可(kě)根據内部程序自(zì)動處理(lǐ)數據,如(rú)進行統計(jì)處理(lǐ)、去(qù)除異常數值等。
2.具有雙向通信功能。微處理(lǐ)器不但(dàn)可(kě)以接收和處理(lǐ)傳感器數據,還(hái)可(kě)将信息反饋至傳感器,從(cóng)而對測量過程進行調節和控制。可(kě)進行信息存儲和記憶,能存儲傳感器的特征數據、組态信息和補償特性等。
3.具有數字量接口輸出功能,可(kě)将輸出的數字信号方便地和計(jì)算機(jī)或現場總線等連接。

QQ