【每日一题20090219】各种变送器测量原理

各种品牌的变送器的测量原理是不同的，把你知

道的说出来吧！

差压式液位变送器的测量原理
工 作 原 理
测量原理图。当差压计一端接液相，另一端接气相时，根据流体静力学原理，有：
　　　　PB=PA+Hρg  （2-1）
式中： H——液体高度；
　　　　　 ρ——被测介质密度；
　　　　　 g——被测当地的重力加速度。
由式（2-1）可得：
　　　　　ΔP= PB－PA= Hρg
在一般情况下，被测介质的密度和重力加速度都是已知的，因此，差压计测得的差压与液体的高度H成正比，这样就把测量液体的高度的问题变成了测量差压的问题。



[ 本帖最后由 zlky2005 于 2009-2-19 09:26 编辑 ]

压力变送器测量原理

压力变送器被测介质的两种压力通入高OA  、低两压力室，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，压力传感器 通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器压力变送器 。

当两侧压力不一致时，液位传感器 压力变送器致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。

一言二语说不清楚
电容式变送器：通过膜片的变化产生电容量的变化

伟岸测控SST系列数字化智能压力/差压变送器的工作原理：
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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。
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。

压力变送器被测介质的两种压力通入高OA  、低两压力室，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，压力传感器 通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器压力变送器 。
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A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号液位变送器 ，其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。另外，它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、智能仪表 阻尼、开方，，传感器微调等运算，以及诊断和数字通信。
本微处理器中有16字节程压力变送器序的RAM，监控系统 并有三个16位计数器，其中之一执行A /D转换。
D/A转换器把微处理器来的并经压力变送器校正过的数字信号微调数据，这些数据可用变送器软件修改液位计 。数据贮存在EEPROM内，即使断电也保存完整。
数字通信线路为压力变送器提供一个与外部设备(如275型智能通信器或采用HART协议的控制系统)的连接接口防爆压力 。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号，并通过回路传送所需信息。通信的类型为移频键控FSK技术并依据BeII202标准。压力变送器被测介质的两种压力通入高温度传感器 、低两压力室，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上温度变送器 ，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧牛股 。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。
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热电阻二线制变送器详细电路，下面就各部分工作原理作一下介绍。

1、信号采集电路

热电阻是利用导体的电阻随温度变化而变化的特性测量温度, 常用的有铂电阻Pt100、Pt10铜电阻Cu50、Cu100等。 其阻值与温度关系可通过分度号表查询。

图中是以Pt100热电阻为例（在这里，可以采用其他的热电阻，如Cu50、Cu100等） ，TL431是2.5V稳压二极管，D2是一个保护二极管，防止输入电压反接可能带来的对电路的影响或者破坏。R1是限流电阻，R2、R3、R4与R5(Pt100)配合使用，组成一个电阻测量电桥。由于一体化二线制热电阻变送器安装在接线盒内，引线电阻忽略不计。R1、R2、R3、R4可以确定下来（其值见图2），其中热电阻R5随着温度变化而变化。R4根据采用的热电阻分度号不同而取不同的值。如Pt100测量时R4取100Ω，Cu50测量时R4取50Ω。电桥中间两点电压作为后续差动放大器的输入信号。分别为：



因R2=R3>>R4及R5, 故：



2、一级放大电路和线性化调整电路

该电路功能之一是把采集到的微弱信号放大,在本级电路中采取了差动放大。同时，与该放大电路连接在一起的还有一个正反馈非线性调整电路，它的主要功能是对热电阻与温度电阻间的非线性进行修正,保证放大器的输出电压被测温度成线性关系。

R7、R8、R9以及LM124构成了放大电路。对于该局部电路，输入信号来自采集到的信号V和Vⅲ?淙胄藕欧直鸶髯跃?齊7、R8进入LM124的第一组运算放大器, 得到输出电压V1 （在这里没考虑非线性调整电路即反馈回路R6对电路输入的影响）。

V1=V

涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成，被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，涡轮的转速也大，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示，根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。
涡轮变送器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动，并冲击涡轮叶片时，便有与流量qv、流速V和流体密度ρ乘积成比例的力作用在叶片上，推动涡轮旋转。在涡轮旋转的同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理，在线圈内将感应出脉动的电势信号，此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比，qv为流体的体积总量，N为变送器产生的脉动总数；ξ为流量系数。
ξ是涡轮变送器的重要特性参数，不同的仪表有不同的ξ，并随仪表长期使用的磨损情况而变化；其含义是单位体积流量通过变送器时，变送器的输出的脉冲数。
涡轮变送器输出的脉冲信号，经前置于放大器放大后，送入显示仪表，就可以实现流量的测量。

差压变送器的工作原理：来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。
差压变送器的几种应用测量方式：
(1)与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量
(2)利用液体自身重力产生的压力差，测量液体的高度
(3)直接测量不同管道、罐体液体的压力差值
差压变送器的安装：导压管的敷设. (2)电气信号电缆的敷设. (3)差压变送器的安装