变送器的概念诞生于早期基于模拟信号的工业自动化控制。当时还没有计算机数字控制和控制总线。控制系统的输入来自传感器,输出控制信号为模拟信号。
为了传感器接口的互换性和执行器接口的方便性,IEC制定了变送器和执行器发送和接收模拟信号的电压标准和电流标准。
传感器将信号传输到控制系统的接口。(模拟)控制系统通过控制逻辑控制被控对象,控制信号通过变送器送到执行机构。执行机构根据接收到的电压或电流值控制被控对象,如控制阀门开度为0-100%,0%开度关闭阀门,100%开度全开阀门,50%开度开启阀门至50%。
因此,变送器标准既是传感器信号传输标准,也是控制信号传输标准。
对于传感器端,通常根据传输信号的类型来命名,如传输压力的压力变送器、传输流量的流量变送器、传输速度的速度变送器等.
早期的传感器和变送器是分开的,后来逐渐集成,方便安装和使用。
1.电压标准
1 ~ 5伏直流电,0 ~ 10伏直流电,-10 ~ 10伏直流电,通常为0 ~ 10伏直流电。
传感器感应到的微弱电信号经过放大、校准/标定,与对应的标准电压建立对应关系,例如0 ~ 1000度的温度对应0 ~ 10 VDC。
0-10 VDC可以用一个电阻直接转换成0-10 mA的电流标准。
电压标准适用于传感器信号的短距离传输。
2.现行标准
0~10mA,0~20mA,4~20mA .
将传感器感应出的微弱电信号进行放大、校准/标定,并与相应的标准电流建立对应关系。比如0 ~ 1000度的温度对应4 ~ 20 mA。
因为发送器(发射器)与接收器建立了电流回路,所以当前的标准适用于长距离传输传感器信号。
由于线路干扰和过零检测要求较高,前期常用4 ~ 20mA。
3.现状
随着半导体技术的发展,大部分传感器和变送器都集成在一起,使用起来更加方便。
目前剩下的变送器标准基本只有0 ~ 10 VDC和0 ~ 10 mA。此外,通过数字总线或以太网(有线或无线)远距离传输传感器信号,增强了传输效率、准确性、速度和抗干扰能力。我不知道有多少!
智能传感器集传感器、变送器和微处理器于一体,使信息传输更加灵活和强大。
现在传感器几乎无处不在,视频监控摄像头、指纹传感器、手机中的摄像头、加速度传感器、智能手表中的脉搏和温度传感器、红外体温计,传感器与人们的生活息息相关。
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