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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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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第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行装置
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。
• 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 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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第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行装置
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第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行装置
HART协议
• 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。
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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
• 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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第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行装置
• 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。
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第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行装置
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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– 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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• 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
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第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行装置
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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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。 – 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。
• 其它压力检测方法 ： – 弹振式压力计、压磁式压力计。
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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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第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行装置
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。
• 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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第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行装置
• 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。
• 差动电容的相对变化量 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。
第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行装置
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装置
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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