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电容式差压变送器
• 电容式差压 变送器采用 差动电容作 为检测元件， 是目前工业 上普遍使用 的一种变送 器
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• 测量部分的作用是通过 电容式压力传感器及相 关电路把被测差压∆p成 比例的转换成为差动电 流信号Id。
• 差动电Leabharlann 的相对变化量 再通过电容/电流转换电 路比例的转换成差动电 流信号Id，经放大后转换 成4~20mA输出电流。
• HART(Highway Addressable Remote
Transducer)通信协议是数字式仪表实现数字 通信的一种协议，具有HART通信协议的变送 器可以在一条电缆上同时传输4~20mADC的 模拟信号和数字信号。
• HART通信协议是依照国际标准化组织(ISO)
的开放式系统互连(OSI)参考模型，简化并引
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热电偶测温原理
• 热电偶温度计利用不同导体或半导体 的热电效应来测温的
• 工业上常用的(已标准化)热电偶有：铂 铑30-铂铑6热电偶(分度号为B)、铂铑 10-铂热电偶(分度号为S)、镍铬-镍硅 (镍铬-镍铝)热电偶(分度号为K)等。
用其中三层：物理层、数据链路层、应用层而
制定的。物理层规定了信号的传输方法和传输
介质；数据链路层规定了数据帧的格式和数据
通讯规程；应用层规定了通讯命令的内容。
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2.1.2压力检测及变送
• 压力检测的主要方法和分类 • 电容式差压变送器
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• 变送器在控制系统中起着至关重要的作用，它 将工艺变量(如温度、压力、流量、液位、成 份等)和电、气信号(如电流、典压、频率、气 压信号等)转换成该系统统一的标准信号。因 此，变送器的性能、精度等指标对控制系统影 响重大。
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2.1 传感器和变送器
主要内容： • 信号传输及供电的四线制与两线制 • 压力检测及变送 • 温度检测和变送 • 流量检测及变送 • 物位检测及变送 • 其它检测仪表和装置
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• 电气式压力检测 ：
– 利用敏感元件将被测压力转换成各种电量， 如电阻、电感、电容、电位差等。
– 具有较好的动态响应，特性量程范围大， 线形好，便于进行压力的自动控制。
• 其它压力检测方法 ： – 弹振式压力计、压磁式压力计。
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HART协议
• 智能式变送器采用双向全数字量传输 信号，即现场总线通讯方式；目前广 泛采用一种过渡方式，即在一条通讯 电缆中同时传输4~20mA电流信号和 数字信号，这种方式称为HART协议 通讯方式。智能式变送器的电源也由 通信电缆传输。
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HART协议
– 优点:测温范围广，测温过程中不破坏被测对象的 温度场分布；能测量运动物体；测温响应速度快。
– 缺点：所测温度受物体发射率、中间介质和测温 距离的影响。
– 主要仪表：辐射温度计、光学高温计、光电高温 计、比色温度计等。
• 其他测量技术：光纤测温技术、集成温度传感器测 温技术等
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– 优点：较直观、可靠，系统结构相对简单， 测量准确度高。
– 缺点：测温有较大滞后，在接触过程中易破 坏被测对象的温度场分布，从而造成测量误 差，不能测量移动或太小的物体。测温上限 受到温度计材料的限制，故所测温度不能太 高。
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测温方法分类
– 接触式测量主要仪表：
第2章 计算机控制系统中的 检测设备和执行机构
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第2章计算机控制系统中的 检测设备和执行机构
• 传感器和变送器 • 过程控制中常用的执行器 • 运动控制中常用的执行机构
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2.1 传感器和变送器
• 传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律 转换成可用输出信号的器件或装置。传感器的 输出信号有多种形式，如电压、电流、频率、 脉冲等，输出信号的形式由传感器的原理确定。
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压力检测的主要方法和分类
按敏感元件和转换原理的特性不同，一般 分为以下几类： • 液注式压力检测 ：
– 依据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高 度来实现测量的。
– U型管压力计、单管压力计、补偿微压计等。 – 结构简单、使用方便，但其精度受工作液的毛细
管作用、密度及视差等因素的影响。 – 一般用于测量较低压力、真空度或压力差。
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智能式压力变送器
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2.1.3 温度检测和变送
• 测温方法分类 • 热电偶 • 热电阻 • 模拟式温度变送器 • 智能式温度变送器
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测温方法分类
• 接触式测量 – 基于物体的热交换原理设计而成。
• 基于物体受热膨胀原理制成的膨胀式温度 检测仪表；
• 基于密闭容器内工作介质随温度升高而压 力升高的性质制成的压力式温度检测仪表；
• 基于导体或半导体电阻随温度变化而变化 的热电阻温度检测仪表
• 基于热电效应的热电偶温度检测仪表。
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测温方法分类
• 非接触测量
– 基于物体的热辐射特性与温度之间的对应关系而 设计的。
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• 弹性式压力检测 ： – 根据弹性元件受力变形原理，将被测压力 转换成位移来实现压力测量。
– 主要有弹簧管、膜片和波纹管等 • 负荷式压力检测 ：
– 利用静压平衡原理进行压力测量。 – 典型仪表：活塞式、浮球式和钟罩式。 – 普遍用作标准仪器对压力仪表进行标定。
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2.1.1 信号传输及供电的四线制与 两线制
• 变送器安装在现场，它的气源或电源从控制 室送来，而输出信号送到控制室。气动变送 器用两根气动管线分别传送气源和输出信号。
• 电动模拟式变送器采用二线制或四线制传输 电源和输出信号。
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