變送器

 

傳感器測量溫度、路徑、角度、壓力或力等物理參數，變送器則從傳感器獲得信號， 執行電流隔離并將信號轉換為標準模擬輸出信號：0 ... 20 mA、4 ... 20 mA或0 ...10 V。這些標準信號可以傳輸到指示器、記錄設備和/或PLC等標準控制器，并且可用于控制應用。

2.1 利用電阻溫度計和熱電偶進行溫度測量

溫度在許多行業中都是一個重要的控制參數，電阻溫度計和熱電偶是zui重要的傳感器。

電阻溫度計

電阻溫度計是具有穩定性的高精度溫度傳感器，通過測量溫度相關的電阻來測量溫度。
電阻溫度計主要用于測量中低溫度，例如用在空調、加工和食品行業中。
Pt100、Pt1000和Ni100是zui常見的電阻溫度計。名稱的*部分表示電阻材料，第二部分表示0°C時的電阻（歐姆）。例如，Pt100表示電阻溫度計由鉑制成，0°C時的電阻為100 Ω。

ThermoTrans 205/206、A 20210、P 32100和PolyTrans P 32000變送器支持連接采用2線、3線或4線配置的常用電阻溫度計（見圖11）。

圖11：電阻溫度計的連接

熱電偶

熱電偶利用一種以T. J. Seebeck命名的效應：兩種異質金屬的連接處會產生一個電壓，接觸點（參考結）溫度與測量點溫度之差會影響該電壓（見圖12）。當使用合適的變送器測量熱電電壓 V_T，并且知道參考結的溫度時，測量點的溫度就可以根據熱電偶的特征曲線計算出來。此計算一般在溫度變送器中完成。

圖12：熱電偶和參考結

參考結的溫度可以通過測量獲知或從外部設置。實踐中，測量分內部和外部兩種，前者是指 參考結位于溫度變送器內部，后者是指參考結和對應的溫度傳感器（例如Pt100）位于變送器外部。熱電效應產生的電壓非常小，每K僅數μV。因此，熱電偶 主要用于高溫領域，例如測量熔爐、熔體和塑料機器的溫度，以便獲得無干擾的測量信號。

經過測試，發現了許多金屬對可用于制作實用的熱電偶。隨后的標準化工作限定了標準熱電 偶的范圍并了金屬對。這些熱電偶可用于絕大多數工業溫度測量。IEC 584-1和DIN 43710標準定義了通信的熱電偶特性，包括允許的容差，但后一標準已不再有效，僅適用于舊工廠。

IEC 584-1、EN 60584-1

J型 鐵/康銅
(Fe-CuNi)

T型 銅/康銅
(Cu/CuNi)

K型 鎳鎘/鎳
(NiCr-Ni)

E型 鎳鎘/康銅
(NiCr-CuNi)

N型 鎳鉻硅/鎳硅
(NiCrSi-NiSi)

S型 鉑銠/鉑
(Pt10Rh-Pt)

R型 鉑銠/鉑
(Pt13Rh-Pt)

B型 鉑銠/鉑
(Pt30Rh-Pt6Rh)

DIN 43710（不再有效）
L型 鐵/康銅
(Fe-CuNi)

U型 (Cu-CuNi)

W3Re/W25Re（鎢-3%錸/鎢-25%錸）或W5Re/W26Re（鎢-5%錸/鎢-26%錸）等高溫熱電偶尚未包括在上述標準中。ASTM E 988-96規定了其特性。

Knick ThermoTrans 210/211、P 32100和PolyTrans P 32000變送器可處理所有常用熱電偶的信號。

2.2 利用應變計測量力的大小

力、重量、扭矩、機械應力和相應的參數可以利用應變計測量。它利用的效應是應變引起的 導體長度的變化會導致其電阻發生成比例的變化。應變計變送器檢測該電阻變化以衡量應變、力等，然后轉換為標準信號以供顯示和進一步處理。在實際工業應用 中，例如測量容器裝填重量的負荷傳感器（力傳感器、力變送器），通常會集成應變計全橋電路。電橋靈敏度規定為電橋輸出端信號電平(mV)與電源電壓(V) 的相對值，例如2 mV/V。知道靈敏度后，例如從傳感器制造商的校準證書獲知，就可以在變送器中調整。如果只知道標稱靈敏度，可以利用規定的機械負荷進行校準，從而確定實 際靈敏度。相應地，可以利用去皮功能在變送器中調整零點。應變計電橋可以連接成4線配置（見圖13）。如果必須降低載流電源線引起的誤差，可以使用6線配 置。這種情況下，電橋電源電壓通過單獨的線路測量，幾乎無電流，因而*。實踐中，配有6條線路的傳感器配合4線變送器使用時，每2條激勵線路合并為一 條?；蛘呃猛獠侩娫匆詫崿F6線連接（見圖13）。

圖13：應變計的電源

Knick SensoTrans DMS A 20220、P 32200和PolyTrans P 32000變送器設計用于采用全橋配置的標準應變計。校準傳感器的靈敏度和零點可通過設備上的旋轉開關調整，或利用Paraly SW 111通信軟件調整。設置零點的去皮功能可通過設備上或軟件中的按鈕激活。同樣，按一下按鈕便可依照規定的負荷校準傳感器靈敏度。

2.3 利用電位計測量路徑和角度

電位計傳感器具有多種用途，其中之一是檢測線性或旋轉運動。電位計路徑或角度傳感器包含導電塑料制成的電阻元件或繞線電阻元件，并帶有可移動的滑動觸頭。電位計變送器確定滑動觸頭產生的電阻比，使得其位置可以作為標準信號進行檢測和輸出。

電阻變送器可用于軌道車輛、船上、工業生產過程中以及許多機器和設備工程領域中的設定點規格。電阻傳感器可用于檢測執行器的實際值，測量距離或厚度，以及執行各種位置測量任務。
Knick SensoTrans R A 20230、P 32300和PolyTrans P 32000變送器可捕捉3線或4線配置中zui高50 kΩ的電位計信號。利用設備上的按鈕或Paraly SW 111軟件，便可輕松調整運動范圍與輸出信號范圍的映射關系。