變送器是從傳感器發(fā)展而來(lái)的,凡是能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是指物理量的形式和數(shù)量范圍都符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)。由于直流信號(hào)具有不受線(xiàn)路中電感、電容及負(fù)載性質(zhì)的影響,不存在相移問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn),所以國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)將電流信號(hào) 4mA~20mA(DC)和電壓信號(hào) 1V~5V(DC)確定為過(guò)程控制系統(tǒng)中模擬信號(hào)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
變送器是基于負(fù)反饋原理工作的,它主要由測(cè)量部分、放大器和反饋部分組成。
測(cè)量部分用于檢測(cè)被測(cè)變量x,并將其轉(zhuǎn)換成能被放大器接受的輸入信號(hào)Zi(電壓、電流、位移、作用力或力矩等信號(hào))。反饋部分則把變送器的輸出信號(hào)y轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)Zf,再回送至輸入端。Zi與調(diào)零信號(hào)Zo的代數(shù)和同反饋信號(hào)Zf進(jìn)行比較,其差值ε送入放大器進(jìn)行放大,并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)y。
實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常用U形管汞壓力計(jì)測(cè)量從真空到外界大氣壓這一區(qū)間的壓力。雖然這種方法原理簡(jiǎn)單、形象之光,但由于汞的毒害以及不便于遠(yuǎn)距離觀(guān)察和自動(dòng)記錄,因此這種壓力計(jì)逐漸被數(shù)字式電子壓力計(jì)所取代。數(shù)字式電子壓力計(jì)具有體積小、度高、操作簡(jiǎn)單,便于遠(yuǎn)距離觀(guān)測(cè)和能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)記錄等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。主要壓力傳感器、測(cè)量電路和電性指示器三部分組成。壓力傳感器主要由波紋管、應(yīng)變梁和半導(dǎo)體應(yīng)變片組成。
測(cè)量流體壓力的儀器。通常都是將被測(cè)壓力與某個(gè)參考?jí)毫?如大氣壓力或其他給定壓力)進(jìn)行比較,因而測(cè)得的是相對(duì)壓力或壓力差。按工作原理不同可分為液柱式、彈性式和傳感器式3種形式。液柱式如U型管壓力計(jì)、排管壓力計(jì)等,是根據(jù)流體靜力學(xué)原理將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐褐叨刃盘?hào),常使用水、酒精或水銀作為測(cè)壓工質(zhì)。彈性式如包登管壓力計(jì),將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥栽臋C(jī)械變形量,以指針偏轉(zhuǎn)的方式輸出信號(hào)。工業(yè)系統(tǒng)中多使用此類(lèi)壓力計(jì)。壓力傳感器的原理是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N電信號(hào),如應(yīng)變式,通過(guò)彈性元件變形而導(dǎo)致電阻變化;壓電式,利用壓電效應(yīng)等。液柱式壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,靈敏度和度都高,常用于校正其他類(lèi)型壓力計(jì),缺點(diǎn)是體積大、反應(yīng)慢、難于自動(dòng)測(cè)量。彈性式壓力計(jì)使用方便、測(cè)壓范圍大,但精度較低,同樣不能自動(dòng)測(cè)量。各種壓力傳感器均能小型化,比較和快速測(cè)量,尤能測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)巡回檢測(cè)、信號(hào)轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)距離傳輸、與計(jì)算機(jī)相連接、適時(shí)處理等,因而得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。