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3051變送器的工作原理

時間: 2018-08-24 14:40 來源: 作者: AG8科技 點擊:

今天我們來了解3051變送器的工作原理。現在的變送器在我們的生活中應用的越來越廣泛,雖然有很多的地方都在用它,但是把它單個拎出來的時候知道的人很少,那今天我們就來了解一下,首先我們先單獨說一下變送器這一大類。

3051變送器

變送器是由傳感器延伸而來的,是一種能夠輸出標準信號的傳感器。其中標準信號指的是物理量的形式和數量範圍都符合國際標準的信號。因為直流信號具有不受線路中電感、電容及負載性質的影響,不存在相移問題等優點,所以國際電工委員會將電流信號4mA~20mA(DC)和電壓信號 1V~5V(DC)確定為過程控製係統中模擬信號的統一標準。

變送器是基於負反饋原理工作的,它主要由測量部分、放大器和反饋部分組成。測量部分用於監測被測變量X並且吧它們變成能夠被放大器接受的輸入信號Zf,再回送至輸入端。Zi與調零信號Zo的代數和同反饋信號Zf進行比較,其差值ε送入放大器進行放大,並轉換成標準輸出信號。

3051變送器的工作原理是其工作時,高壓側和低壓側的隔離膜片和灌充液將過程壓力傳遞給灌充液,接著灌充液將壓力傳遞到傳感器中心的傳感膜片上。傳感膜片是一個張緊的彈性元件,其位移隨所受壓力而變化。AP絕壓變送器,低壓側始終保持一個參考壓力。傳感膜片的最大位移量為0.004英寸(0.1毫米),且位移量與壓力成正比。兩側的電容極板檢測傳感膜片的位置。傳感膜片和電容極板之間電容的差值被轉換為相應的電流,電壓或數字HART(高速可尋址遠程發送器數據公路)輸出信號。

電流輸出型變送器的輸出範圍常用的有0~20mA及4~20mA兩種,電流變送器輸出最小電流及最大電流時,分別代表電流變送器所標定的最小及最大額定輸出值。

下麵以測量範圍為以0~100A的電流變送器為例進行敘述。對於輸出0~20mA的變送器0mA電流對應輸入0A值,輸出4~20mA的變送器4mA電流對應輸入0A值,兩類傳感器的20mA電流都對應100A值。

對於輸出0~20mA的變送器,在電路設計上我們隻需選擇合適的降壓電阻,在A/D轉換器輸入接口直接將電阻上的0-5V或0-10V電壓轉換為數字信號即可,電路調試及數據處理都比較簡單。但劣勢是無法判別變送器的損壞,無法辨別變送器輸出開路和短路。

對於輸出4~20mA的變送器,電路調試及數據處理上都比較煩瑣。但這種變送器能夠在變送器線路不通時,短路時或損壞時通過能否檢測到正常範圍內的電流(正常時最小值也有4mA),來判斷電路是否出現故障,變送器是否損壞,因此得到更為廣泛普遍的使用。

由於4~20mA變送器輸出4mA時,在取樣電阻上的電壓不等於0,直接經模擬數字轉換電路轉換後的數字量也不為0,單片機無法直接利用,通過公式計算過於複雜。因此一般的處理方法是通過硬件電路將4mA在取樣電阻上產生的電壓降消除,再進行A/D轉換。這類硬件電路首推RCV420,是一種精密的I/V轉換電路,還有應用LM258自搭的I/V轉換電路,這個電路由兩線製電流變送器產生的4~20mA電流與24V以及取樣電阻形成電流回路,從而在取樣電阻上產生一個1-5V壓降,並將此電壓值輸入到放大器LM258的3腳。電阻分壓電路用來在集成電路LM258的2腳產生一個固定的電壓值,用於抵消在取樣電阻上4mA電流產生的壓降。所以當兩線製電流變送器為最小值4mA時,LM258的3腳與2腳電壓差基本為0V。LM258與其相連接的電阻構成可調整電壓放大電路,將兩線製電流變送器電流在取樣電阻上的電壓值進行放大並通過LM258的1腳輸出至模擬/數字轉換電路,供單片機CPU讀入,通過數據處理方法將兩線製電流變送器的4-20mA電流在LCD/LED屏幕上以0-100A值的形式顯示出來。

現在是不是了解了3051變送器的工作原理了呢?

(責任編輯:AG8科技)

關鍵字: 變送器 傳感器
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