NOEDING液位变送器P133-454-2010-05R

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盼乐（上海）电气有限公司

Name :   钟启鹏

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        变送器是从传感器发展而来的，凡是能输出标准信号的传感器。标准信号是指物理量的形式和数量范围都符合标准的信号。由于直流信号具有不受线路中电感、电容及负载性质的影响，不存在相移问题等优点，所以电工委员会(IEC)将电流信号 4mA~20mA(DC)和电压信号 1V~5V(DC)确定为过程控制系统中模拟信号的统一标准。

变送器是基于负反馈原理工作的，它主要由测量部分、放大器和反馈部分组成。

测量部分用于检测被测变量x，并将其转换成能被放大器接受的输入信号Zi(电压、电流、位移、作用力或力矩等信号)。反馈部分则把变送器的输出信号y转换成反馈信号Zf，再回送至输入端。Zi与调零信号Zo的代数和同反馈信号Zf进行比较，其差值ε送入放大器进行放大，并转换成标准输出信号y。

1、变送器按输出信号类型可分为电流输出型和电压输出型两种。

(1)电压输出变送器具有恒压源的性质，PLC模拟量输入模块的电压输入端的阻抗很高，如果传输距离较远，微小的干扰信号电流在模块的输入阻抗上将产生较高的干扰电压，所以远程传送的模拟电压信号的抗干扰能力较差。但适合于将同一信号送到并联的多个仪表上，且安装简单，拆装其中某个仪表不会影响其他仪表的工作，对输出级的耐压要求降低，从而提高了仪表的可靠性。电压信号的范围为1～5 V、0～10 v、一10～10 V，首先为1～5 V、0～10 V。

(2)电流输出型变送器具有恒流源的性质，恒流源的内阻很大。PLC模拟量输入模块的输入为电流时，输入阻抗较低，线路上的干扰信号在模块上产生的干扰电压很低，所以模拟量电流信号适用于远程传输，在使用屏蔽电缆信号线时可达数百米。电流信号的标准为0～10 mA、0～20 mA、4～20 mA，选为4～20 mA，0 mA通常被用作电路故障或电源故障指示信号。

电流信号传输与电压信号传输各有特点。电流信号适合于远距离传输，电压信号使仪表可采用“并联制”连接。因此在控制表系统中，进出控制室的传输信号采用电流信号，控制室内部各仪表间的联络采用电压信号，即连线的方式是电流传输、并联接收电压信号的方式。

变送器分为二线制和四线制两种。四线制变送器有两根电源线和两根信号线，对电流信号的零点几元件的功耗无严格要求。二线制变送器只有两根外部接线，它们既是电源线又是信号线，电流信号的下限不能为零，但二线制变送器的接线少，传送距离长，在工业中应用较为广泛。

2、根据所使用的能源不同，变送器分为气动变送器和电动变送器两种。

(1)气动变送器

气动变送器以干燥、洁净的压缩空气作为能源，它能将各种被测参数(如温度、压力、流量和液位等)变换成0．02～0.1IMPa的气压信号，以便传送给调节、显示等单元组合式仪表，供指示、记录或调节。气动变送器的结构比较简单，工作比较可靠，对电磁场、放射线及温度、湿度等环境影响的抗干扰能力较强，能防火、防爆，价格也比较便宜；缺点是响应速度较慢，传送距离受到限制，与计算机连接比较困难。

(2)电动变送器

电动变送器以电为能源，信号之间联系比较方便，适用于远距离传送，便于与电子计算机连接。近年来也可做到防爆以利安全使用。其缺点是投资一般较高，受温度、湿度、电磁场和放射线的干扰影响较大：电动变送器能将各种被测参数变换为0～10mA或4～20mA(直流电流的统一标准信号)，以便传送给自动控制系统巾的其他单元。

电路中影响变送器精度的因素很多，主要的有以下几种。

(1)非线性元件的影响 常规的电压、电流变送器多为交流变换器(小互感器)，次级工频交流信号经过整流、滤波、稳压后获得终的直流信号。由于整流二极管，它们是非线性器件，因此它的电压、电流曲线均存在非线性特征。

(2)变送器铁芯的影响常规变送器变换中均采用铁芯材料作为导磁介质。一方面由于铁磁材料所表现出来的非线性特征(磁化喵线的起始区和饱和区)，并非是一种理想的线性传输关系，因此必然会对变送器的精度产生影响。另一方面，由于铁磁材料的磁滞性，铁芯对变送器的精度也会产生影响。一般在工频范围内，常规的硅钢片滞后角度在0°～15°内变化，而这个滞后角度的存在相当于增加了无功功率的成分，由于常规功率变送器是把电压和电流信号通过乘法器运算得出功率，所以这个滞后角度也会影响到功率变送器的精度。

(3)运算放大器的影响 常规电量变送器大多由运算放大器组成，温度对运算放大器的工作影响很大，温度发生变化，“零”点漂移，使得工作点不稳定，直接影响了变送器的精度和可靠性。

(4)变送器整定值选取的影响 变送器的整定值虽然在选取时尽可能接近满值，但实际使用时变送器往往不能工作在线性区而造成误差。

(5)阻抗不匹配造成的误差影响

(6)系统不平衡的影响 常规变送器计算功率一般近似认为系统是平衡的，但实际上是不平衡的，系统的这种不平衡往往也对变送器的精度产生影响。

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