过程控制电子档2.3变送器课件

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1、过程控制 第二章第二章第二章 过程建模和过程检测控制仪表过程建模和过程检测控制仪表2.1 过程建模2.2 过程变量的检测2.3 变送器2.4 调节器2.5 执行器过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器2.32.3变送器变送器2.3.12.3.1 控制仪表与装置概概述控制仪表与装置概概述2.3.2 2.3.2 变送器的若干共性问题变送器的若干共性问题2.3.3 2.3.3 2.3.3 2.3.3 DDZ-IIIDDZ-III型差压变送器型差压变送器2.3.4 DDZ-III2.3.4 DDZ-III温度变送器温度变送器2.3.5 2.3.5 智能式变送器的构成原理智能式变送器的构成

2、原理过程控制 第二章过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章2.3.1 2.3.1 控制仪表与装置概述控制仪表与装置概述一一一一. . . . 过程控制仪表过程控制仪表过程控制仪表过程控制仪表二二二二. . . . 过程控制仪表的分类过程控制仪表的分类过程控制仪表的分类过程控制仪表的分类三三三三. . . .信号制信号制信号制信号制过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章一一一一. . . . 过程控制仪表过程控制仪表过程控制仪表过程控制仪表过程控制仪表过程控制仪表-在过程控制系统中，过程检测仪表将被控变在过程控制系统中，过程检测仪表将被

3、控变在过程控制系统中，过程检测仪表将被控变在过程控制系统中，过程检测仪表将被控变量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程的自动化，使被控变量达到预期的要求。的自动化，使被控变量达到预期的要求。的自动化，使被控

4、变量达到预期的要求。的自动化，使被控变量达到预期的要求。二二二二. . . . 过程控制仪表的分类过程控制仪表的分类过程控制仪表的分类过程控制仪表的分类 通通通通常常常常，控控控控制制制制仪仪仪仪表表表表与与与与装装装装置置置置可可可可按按按按能能能能源源源源形形形形式式式式、信信信信号号号号类类类类型型型型、和和和和结结结结构构构构形形形形式式式式来分类。来分类。来分类。来分类。（一）（一）. .按能源形式分类按能源形式分类 可可可可分分分分为为为为电电电电动动动动、气气气气动动动动、液液液液动动动动和和和和机机机机械械械械式式式式等等等等几几几几类类类类。工工工工业业业业上上上上普普普普遍

5、遍遍遍使使使使用用用用电电电电动动动动控控控控制制制制仪仪仪仪表表表表和和和和气气气气动动动动控控控控制制制制仪仪仪仪表表表表，两两两两者者者者之之之之间间间间的的的的比比比比较较较较如如如如下页表所示。下页表所示。下页表所示。下页表所示。过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章电动控制仪表和气动控制仪表的比较电动控制仪表和气动控制仪表的比较电动控制仪表电动控制仪表 气动控制仪表气动控制仪表 能源能源能源能源 传输信号传输信号传输信号传输信号 构成构成构成构成 接线接线接线接线 电源（电源（电源（电源（220V AC220V AC220V AC220V AC） （2

6、4V DC24V DC24V DC24V DC） 电信号（电流、电压或数字）电信号（电流、电压或数字）电信号（电流、电压或数字）电信号（电流、电压或数字） 电子元器件电子元器件电子元器件电子元器件 （电阻、电容、电子（电阻、电容、电子（电阻、电容、电子（电阻、电容、电子放大器、集成电路、微处理器等）放大器、集成电路、微处理器等）放大器、集成电路、微处理器等）放大器、集成电路、微处理器等） 导线，印刷电路板导线，印刷电路板导线，印刷电路板导线，印刷电路板 气源（气源（气源（气源（140kPa140kPa140kPa140kPa） 气压信号气压信号气压信号气压信号 气动元件（气阻、气动元件（气阻、

7、气动元件（气阻、气动元件（气阻、气容、气动放大器气容、气动放大器气容、气动放大器气容、气动放大器等）等）等）等） 导管，管路板导管，管路板导管，管路板导管，管路板 气气动动控控制制仪仪表表具具具具有有有有结结结结构构构构简简简简单单单单、性性性性能能能能稳稳稳稳定定定定、可可可可靠靠靠靠性性性性高高高高、易易易易于于于于维维维维护护护护、安安安安全全全全防防防防爆爆爆爆等等等等特特特特点点点点。特特特特别别别别适适适适用用用用于于于于石石石石油油油油、化化化化工工工工等等等等具具具具有爆炸危险的场合。有爆炸危险的场合。有爆炸危险的场合。有爆炸危险的场合。 电电动动控控制制仪仪表表具具具具有有有

8、有能能能能源源源源获获获获取取取取方方方方便便便便，信信信信号号号号传传传传输输输输和和和和处处处处理理理理容容容容易易易易，便便便便于于于于实实实实现现现现集集集集中中中中显显显显示示示示和和和和操操操操作作作作等等等等特特特特点点点点。目目目目前前前前在在在在工工工工业业业业上上上上电电电电动动动动控控控控制制制制仪仪仪仪表表表表得得得得到了最为广泛的应用。到了最为广泛的应用。到了最为广泛的应用。到了最为广泛的应用。过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章模拟式控制仪表模拟式控制仪表：由模拟元器件构成，：由模拟元器件构成，：由模拟元器件构成，：由模拟元器件构成，

9、 传送信号为连续变化的模拟量。传送信号为连续变化的模拟量。传送信号为连续变化的模拟量。传送信号为连续变化的模拟量。 特点：线路相对简单，操作方便，使用灵活，价格较低。特点：线路相对简单，操作方便，使用灵活，价格较低。特点：线路相对简单，操作方便，使用灵活，价格较低。特点：线路相对简单，操作方便，使用灵活，价格较低。数字式控制仪表数字式控制仪表：以微处理器微控制器为核心，：以微处理器微控制器为核心，：以微处理器微控制器为核心，：以微处理器微控制器为核心， 传送的信号为数字信号。传送的信号为数字信号。传送的信号为数字信号。传送的信号为数字信号。 特点：可进行各种数字运算与逻辑判断，特点：可进行各种

10、数字运算与逻辑判断，特点：可进行各种数字运算与逻辑判断，特点：可进行各种数字运算与逻辑判断， 功能完善，性能优越。功能完善，性能优越。功能完善，性能优越。功能完善，性能优越。（二）按信号类型分类（二）按信号类型分类（三）按结构形式分类（三）按结构形式分类基地式控制仪表、单元组合式控制仪表、组件组装式控制仪表、集散控制装置等基地式控制仪表、单元组合式控制仪表、组件组装式控制仪表、集散控制装置等 1.1.基地式控制仪表：基地式控制仪表：以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构以指示、记录仪表为主体，附加某些控制机构 而

11、组成。而组成。而组成。而组成。 特点：特点：特点：特点：般结构比较简单、价格便宜它不仅能对某般结构比较简单、价格便宜它不仅能对某般结构比较简单、价格便宜它不仅能对某般结构比较简单、价格便宜它不仅能对某 些工艺变量进行指示或记录，而且还具有控制些工艺变量进行指示或记录，而且还具有控制些工艺变量进行指示或记录，而且还具有控制些工艺变量进行指示或记录，而且还具有控制 功能，因此它比较适用于单变量的就地控制系统功能，因此它比较适用于单变量的就地控制系统功能，因此它比较适用于单变量的就地控制系统功能，因此它比较适用于单变量的就地控制系统 过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器2.2.单元组

12、合式控制仪表单元组合式控制仪表：将整套仪表划分成能独立实现一定功能：将整套仪表划分成能独立实现一定功能：将整套仪表划分成能独立实现一定功能：将整套仪表划分成能独立实现一定功能 的若干单元，各单元之间采用统一信号进的若干单元，各单元之间采用统一信号进的若干单元，各单元之间采用统一信号进的若干单元，各单元之间采用统一信号进 行联系。使用时可根据控制系统的需要，行联系。使用时可根据控制系统的需要，行联系。使用时可根据控制系统的需要，行联系。使用时可根据控制系统的需要， 对各单元进行选择和组合，从而构成多种对各单元进行选择和组合，从而构成多种对各单元进行选择和组合，从而构成多种对各单元进行选择和组合，

13、从而构成多种 多样的、复杂程度各异的自动检测和控制系统。多样的、复杂程度各异的自动检测和控制系统。多样的、复杂程度各异的自动检测和控制系统。多样的、复杂程度各异的自动检测和控制系统。 特点：使用灵活，通用性强，同时，使用、维护更作也很方便。特点：使用灵活，通用性强，同时，使用、维护更作也很方便。特点：使用灵活，通用性强，同时，使用、维护更作也很方便。特点：使用灵活，通用性强，同时，使用、维护更作也很方便。 它适用于各种企业的自动控制。它适用于各种企业的自动控制。它适用于各种企业的自动控制。它适用于各种企业的自动控制。 广泛使用的单元组合式控制仪表有广泛使用的单元组合式控制仪表有广泛使用的单元组

14、合式控制仪表有广泛使用的单元组合式控制仪表有: : : : DDZDDZ: : : :电动单元组合仪表电动单元组合仪表电动单元组合仪表电动单元组合仪表 QDZQDZ: : : :气动单元组合仪表气动单元组合仪表气动单元组合仪表气动单元组合仪表过程控制 第二章基地式气动液位指示调节仪基地式气动液位指示调节仪基地式气动液位指示调节仪基地式气动液位指示调节仪过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器 变变送送单单元元 它它它它能能能能将将将将各各各各种种种种被被被被测测测测参参参参数数数数，如如如如温温温温度度度度、压压压压力力力力、流流流流量量量量、液液液液位位位位等等等等物物物物理理理

15、理量量量量变变变变换换换换成成成成相相相相应应应应的的的的标标标标准准准准统统统统一一一一信信信信号号号号（420mA420mA420mA420mA，010mA010mA010mA010mA或或或或20100kPa20100kPa20100kPa20100kPa）传传传传送送送送到到到到接受仪表或装置，以供指示、记录或控制。接受仪表或装置，以供指示、记录或控制。接受仪表或装置，以供指示、记录或控制。接受仪表或装置，以供指示、记录或控制。 变变变变送送送送单单单单元元元元的的的的品品品品种种种种有有有有：温温温温度度度度变变变变送送送送器器器器、压压压压力力力力变变变变送送送送器器器器、差差差差

16、压压压压变变变变送送送送器器器器、流流流流量量量量变变变变送器、液位变送器等。送器、液位变送器等。送器、液位变送器等。送器、液位变送器等。 转转换换单单元元 转转转转换换换换单单单单元元元元将将将将电电电电压压压压、频频频频率率率率等等等等电电电电信信信信号号号号转转转转换换换换成成成成标标标标准准准准统统统统一一一一信信信信号号号号，或或或或者者者者进进进进行行行行标标标标准准准准统统统统一一一一信信信信号号号号之之之之间间间间的的的的转转转转换换换换，以以以以使使使使不不不不同同同同信信信信号号号号可可可可以以以以在在在在同同同同一一一一控控控控制制制制系系系系统统统统中中中中使使使使用。

17、用。用。用。 转转转转换换换换单单单单元元元元的的的的品品品品种种种种有有有有：直直直直流流流流毫毫毫毫伏伏伏伏转转转转换换换换器器器器、频频频频率率率率转转转转换换换换器器器器、电电电电- - - -气气气气转转转转换换换换器器器器、气气气气- - - -电转换器等。电转换器等。电转换器等。电转换器等。 控控制制单单元元 它它它它将将将将来来来来自自自自变变变变送送送送单单单单元元元元的的的的测测测测量量量量信信信信号号号号与与与与给给给给定定定定信信信信号号号号进进进进行行行行比比比比较较较较，按按按按照照照照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。偏差

18、给出控制信号，去控制执行器的动作。偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。 控控控控制制制制单单单单元元元元的的的的品品品品种种种种有有有有：比比比比例例例例积积积积分分分分微微微微分分分分控控控控制制制制器器器器、比比比比例例例例积积积积分分分分控控控控制制制制器器器器、微微微微分分分分控控控控制器以及具有特种功能的控制器等。制器以及具有特种功能的控制器等。制器以及具有特种功能的控制器等。制器以及具有特种功能的控制器等。 运算单元运算单元 它将几个标准统一信号进行加、减、乘、除、它将几个标准统一信号进行加、减、乘、除、它将几个标准统一信号进行加、减、乘、除、它将几个标准统一信号进行加、减、乘、

19、除、 开方、平开方、平开方、平开方、平方等运算，适用于多种参数综合控制、比值控制、流量信号的温度压力补方等运算，适用于多种参数综合控制、比值控制、流量信号的温度压力补方等运算，适用于多种参数综合控制、比值控制、流量信号的温度压力补方等运算，适用于多种参数综合控制、比值控制、流量信号的温度压力补偿计算等。偿计算等。偿计算等。偿计算等。 运算单元的品种有：加减器、乘除器和开方器等。运算单元的品种有：加减器、乘除器和开方器等。运算单元的品种有：加减器、乘除器和开方器等。运算单元的品种有：加减器、乘除器和开方器等。过程控制 第二章单元的种类有单元的种类有单元的种类有单元的种类有变送单元变送单元、执行单

20、元执行单元、控制单元控制单元、转换单元转换单元、运算单元运算单元、显示单元显示单元、给定单元给定单元和和和和辅助单元辅助单元等八类。等八类。等八类。等八类。过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器单元组合仪表单元组合仪表单元组合仪表单元组合仪表过程控制 第二章显示单元：显示单元：对各种被测参数进行指示，记录、报警和积算，供操对各种被测参数进行指示，记录、报警和积算，供操对各种被测参数进行指示，记录、报警和积算，供操对各种被测参数进行指示，记录、报警和积算，供操 作人员监控系统工况使用；作人员监控系统工况使用；作人员监控系统工况使用；作人员监控系统工况使用； 显示单元的品种有：指示仪

21、，记录仪，比例积算器，报警器等；显示单元的品种有：指示仪，记录仪，比例积算器，报警器等；显示单元的品种有：指示仪，记录仪，比例积算器，报警器等；显示单元的品种有：指示仪，记录仪，比例积算器，报警器等； 给定单元：给定单元：它将输出标准统一信号，作为被控变量的给定值送到控制单元，实现它将输出标准统一信号，作为被控变量的给定值送到控制单元，实现它将输出标准统一信号，作为被控变量的给定值送到控制单元，实现它将输出标准统一信号，作为被控变量的给定值送到控制单元，实现定值控制。定值控制。定值控制。定值控制。 给定单元的品种有：恒流给定器、定值器、比值给定器和时间程序给定器等。给定单元的品种有：恒流给定器

22、、定值器、比值给定器和时间程序给定器等。给定单元的品种有：恒流给定器、定值器、比值给定器和时间程序给定器等。给定单元的品种有：恒流给定器、定值器、比值给定器和时间程序给定器等。 执行单元：执行单元：按照控制单元输出的控制信号去改变控制量大小按照控制单元输出的控制信号去改变控制量大小按照控制单元输出的控制信号去改变控制量大小按照控制单元输出的控制信号去改变控制量大小 。 执行单元的品种有：角行程电动执行器、直行程电动执行器和气动薄膜调节阀等。执行单元的品种有：角行程电动执行器、直行程电动执行器和气动薄膜调节阀等。执行单元的品种有：角行程电动执行器、直行程电动执行器和气动薄膜调节阀等。执行单元的品

23、种有：角行程电动执行器、直行程电动执行器和气动薄膜调节阀等。 辅助单元辅助单元 辅助单元是为了满足自动控制系统某些要求而增设的仪表，如操作器、辅助单元是为了满足自动控制系统某些要求而增设的仪表，如操作器、辅助单元是为了满足自动控制系统某些要求而增设的仪表，如操作器、辅助单元是为了满足自动控制系统某些要求而增设的仪表，如操作器、阻尼器、限幅器、安全栅等等。阻尼器、限幅器、安全栅等等。阻尼器、限幅器、安全栅等等。阻尼器、限幅器、安全栅等等。过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章3.3.组件组装式控制仪表：组件组装式控制仪表：是一种功能分离、结构组件化的成套仪是一种功能

24、分离、结构组件化的成套仪是一种功能分离、结构组件化的成套仪是一种功能分离、结构组件化的成套仪表表表表( ( ( (或装置或装置或装置或装置) ) ) )。它以模拟器件为主，兼用模拟技术和数字技术。整套。它以模拟器件为主，兼用模拟技术和数字技术。整套。它以模拟器件为主，兼用模拟技术和数字技术。整套。它以模拟器件为主，兼用模拟技术和数字技术。整套仪表仪表仪表仪表( ( ( (或装置或装置或装置或装置) ) ) )在结构上由控制柜和操作台组成，控制柜内安装的是在结构上由控制柜和操作台组成，控制柜内安装的是在结构上由控制柜和操作台组成，控制柜内安装的是在结构上由控制柜和操作台组成，控制柜内安装的是具有

25、各种功能的组件板，采用高密度安装，结构紧凑。这种控制仪具有各种功能的组件板，采用高密度安装，结构紧凑。这种控制仪具有各种功能的组件板，采用高密度安装，结构紧凑。这种控制仪具有各种功能的组件板，采用高密度安装，结构紧凑。这种控制仪表表表表( ( ( (或装置或装置或装置或装置) ) ) )特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作的大、特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作的大、特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作的大、特别适用于要求组成各种复杂控制和集中显示操作的大、中型企业的自动控制系统。中型企业的自动控制系统。中型企业的自动控制系统。中型企业的自动控制系统。4. 4. 集散

26、控制系统（集散控制系统（DCSDCS系统）系统） DCS DCS DCS DCS系统是一种以微型计算机为核心的计算机控制装置。其基本系统是一种以微型计算机为核心的计算机控制装置。其基本系统是一种以微型计算机为核心的计算机控制装置。其基本系统是一种以微型计算机为核心的计算机控制装置。其基本特点是分散控制、集中管理。特点是分散控制、集中管理。特点是分散控制、集中管理。特点是分散控制、集中管理。5. 5. 现场总线控制系统（现场总线控制系统（FCSFCS系统）系统） FCS FCS FCS FCS系统是基于现场总线技术的一种新型计算机控制装置。其特系统是基于现场总线技术的一种新型计算机控制装置。其特

27、系统是基于现场总线技术的一种新型计算机控制装置。其特系统是基于现场总线技术的一种新型计算机控制装置。其特点是现场控制和双向数字通信。点是现场控制和双向数字通信。点是现场控制和双向数字通信。点是现场控制和双向数字通信。过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器 模拟直流电流信号模拟直流电流信号序号序号序号序号电流信号电流信号电流信号电流信号1 12 24 420mADC20mADC0-10mADC0-10mADC过程控制 第二章三三三三. . . .信号制信号制信号制信号制信号制即信号制即信号制即信号制即信号标准信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。，是指仪表之间采用的传输

28、信号的类型和数值。，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。 中国国家标准中国国家标准中国国家标准中国国家标准GB777GB777GB777GB777化工自动化仪表用模拟气动信号规定了气动化工自动化仪表用模拟气动信号规定了气动化工自动化仪表用模拟气动信号规定了气动化工自动化仪表用模拟气动信号规定了气动仪表的信号的下限值和上限值，如下表所示仪表的信号的下限值和上限值，如下表所示仪表的信号的下限值和上限值，如下表所示仪表的信号的下限值和上限值，如下表所示 气动信号的下限值和上限值气动信号的下限值和上限值下限下限下限下限上限上限上限上限20kPa(0.2kg

29、f/c20kPa(0.2kgf/c) )100kPa(1kgf/c100kPa(1kgf/c) )（2 2）电动仪表的信号标准）电动仪表的信号标准 中中中中国国国国国国国国家家家家标标标标准准准准GB339GB339GB339GB339化化化化工工工工自自自自动动动动化化化化仪仪仪仪表表表表用用用用模模模模拟拟拟拟直直直直流流流流电电电电流流流流信信信信号号号号规规规规定定定定了了了了电动仪表的信号，如下表所示。电动仪表的信号，如下表所示。电动仪表的信号，如下表所示。电动仪表的信号，如下表所示。（1 1）气动仪表的信号标准）气动仪表的信号标准过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器

30、（1 1）现场与控制室之间采用）现场与控制室之间采用 直流电流信号直流电流信号 采用直流电流信号具有以下优点。采用直流电流信号具有以下优点。采用直流电流信号具有以下优点。采用直流电流信号具有以下优点。 直流信号比交流信号干扰少直流信号比交流信号干扰少直流信号比交流信号干扰少直流信号比交流信号干扰少; ; ; ; 直流信号对负载的要求简单直流信号对负载的要求简单直流信号对负载的要求简单直流信号对负载的要求简单; ; ; ; 电流比电压更利于远传信息。电流比电压更利于远传信息。电流比电压更利于远传信息。电流比电压更利于远传信息。（2 2）控制室内部仪表之间采用）控制室内部仪表之间采用 直流电压信号

31、直流电压信号 它可以采用并联连接方式，使同一个电压它可以采用并联连接方式，使同一个电压它可以采用并联连接方式，使同一个电压它可以采用并联连接方式，使同一个电压信号为多个仪表所接收。而且任何一个仪表拆信号为多个仪表所接收。而且任何一个仪表拆信号为多个仪表所接收。而且任何一个仪表拆信号为多个仪表所接收。而且任何一个仪表拆离信号回路都不会影响其他仪表的运行。离信号回路都不会影响其他仪表的运行。离信号回路都不会影响其他仪表的运行。离信号回路都不会影响其他仪表的运行。（3 3）控制系统仪表之间典型连接方式）控制系统仪表之间典型连接方式 综上所述，电流传送适合于远距离对单个综上所述，电流传送适合于远距离对

32、单个综上所述，电流传送适合于远距离对单个综上所述，电流传送适合于远距离对单个仪表传送信息，电压传送适合于把同一信息传送到并联的多个仪表，两者结仪表传送信息，电压传送适合于把同一信息传送到并联的多个仪表，两者结仪表传送信息，电压传送适合于把同一信息传送到并联的多个仪表，两者结仪表传送信息，电压传送适合于把同一信息传送到并联的多个仪表，两者结合，取长补短。控制系统仪表之间典型连接方式如右图所示：合，取长补短。控制系统仪表之间典型连接方式如右图所示：合，取长补短。控制系统仪表之间典型连接方式如右图所示：合，取长补短。控制系统仪表之间典型连接方式如右图所示： 过程控制 第二章(3) (3) 电动仪表信

33、号标准的使用电动仪表信号标准的使用过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章2.3.22.3.2有关变送器的一些共性问题有关变送器的一些共性问题一一一一. . . .变送器的作用变送器的作用变送器的作用变送器的作用二二二二. . . .变送器的理想输入输出特性变送器的理想输入输出特性变送器的理想输入输出特性变送器的理想输入输出特性三三三三. . . . 变送器的构成原理变送器的构成原理变送器的构成原理变送器的构成原理四四四四. . . .变送器的一些共性问题变送器的一些共性问题变送器的一些共性问题变送器的一些共性问题过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器

34、过程控制 第二章yx0变送器的理想输入输出特性变送器的理想输入输出特性一一. .变送器的作用：变送器的作用： 对各种工艺参数，如温度，压力、流量、液位、成分等物理量对各种工艺参数，如温度，压力、流量、液位、成分等物理量对各种工艺参数，如温度，压力、流量、液位、成分等物理量对各种工艺参数，如温度，压力、流量、液位、成分等物理量进行检测，并转化成统一标准信号，以供显示、记录或控制之用。进行检测，并转化成统一标准信号，以供显示、记录或控制之用。进行检测，并转化成统一标准信号，以供显示、记录或控制之用。进行检测，并转化成统一标准信号，以供显示、记录或控制之用。二二. .变送器的理想输入输出特性：变送器

35、的理想输入输出特性：变送器的理想输入输出特性如右图所示。变送器的理想输入输出特性如右图所示。变送器的理想输入输出特性如右图所示。变送器的理想输入输出特性如右图所示。x xmaxmax和和x xminmin分别为变送器测量范围的上限值分别为变送器测量范围的上限值分别为变送器测量范围的上限值分别为变送器测量范围的上限值 和下限值，即被测参数的上限值和下限值，即被测参数的上限值和下限值，即被测参数的上限值和下限值，即被测参数的上限值 和下限值。图中，和下限值。图中，和下限值。图中，和下限值。图中， x xminmin =0 =0 =0 =0ymax和和ymin分别为变送器输出信号的上限值分别为变送器

36、输出信号的上限值分别为变送器输出信号的上限值分别为变送器输出信号的上限值 和下限值，对于模拟式变送器，和下限值，对于模拟式变送器，和下限值，对于模拟式变送器，和下限值，对于模拟式变送器， 即为统一标准信号的上限值和下限值。即为统一标准信号的上限值和下限值。即为统一标准信号的上限值和下限值。即为统一标准信号的上限值和下限值。 由图可得出变送器的输出一般表达式为：由图可得出变送器的输出一般表达式为：由图可得出变送器的输出一般表达式为：由图可得出变送器的输出一般表达式为： 式中式中式中式中 x- x- x- x-变送器的输入信号；变送器的输入信号；变送器的输入信号；变送器的输入信号； y- y- y

37、- y-相对应于相对应于相对应于相对应于x x x x时变送器的输出。时变送器的输出。时变送器的输出。时变送器的输出。（1 1）过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器放大部分放大部分：在放大器的输入端，：在放大器的输入端，：在放大器的输入端，：在放大器的输入端，Zi与调零及零点迁移信号与调零及零点迁移信号与调零及零点迁移信号与调零及零点迁移信号Z0的代的代的代的代 数和同数和同数和同数和同Zf进行比较，其差值进行比较，其差值进行比较，其差值进行比较，其差值由放大器进行放大，由放大器进行放大，由放大器进行放大，由放大器进行放大， 并转换成统一标准信号并转换成统一标准信号并转换成统一

38、标准信号并转换成统一标准信号y y y y输出。输出。输出。输出。过程控制 第二章 从构成原理来看，模拟式变送器由从构成原理来看，模拟式变送器由从构成原理来看，模拟式变送器由从构成原理来看，模拟式变送器由测量部分测量部分，放大器放大器和和和和反馈部反馈部分分三部分组成。三部分组成。三部分组成。三部分组成。 三三. . 变送器的构成原理：变送器的构成原理： 模拟式变送器完全由模拟元器件构成，它将输入的各种被测模拟式变送器完全由模拟元器件构成，它将输入的各种被测模拟式变送器完全由模拟元器件构成，它将输入的各种被测模拟式变送器完全由模拟元器件构成，它将输入的各种被测参数转换成统一标准信号，其性能也完

39、全取决于所采用的硬件。参数转换成统一标准信号，其性能也完全取决于所采用的硬件。参数转换成统一标准信号，其性能也完全取决于所采用的硬件。参数转换成统一标准信号，其性能也完全取决于所采用的硬件。如图所示：在放大器的输入端如图所示：在放大器的输入端如图所示：在放大器的输入端如图所示：在放大器的输入端还加有调零与零点迁移信号还加有调零与零点迁移信号还加有调零与零点迁移信号还加有调零与零点迁移信号Z Z0 0测量部分测量部分：包括检测元件，其作用：包括检测元件，其作用：包括检测元件，其作用：包括检测元件，其作用是检测是检测是检测是检测x x x x，并将其转换成放大器可以并将其转换成放大器可以并将其转换

40、成放大器可以并将其转换成放大器可以接受的信号接受的信号接受的信号接受的信号Z Zi i ，Z Z Z Zi i i i可是电流、电压、可是电流、电压、可是电流、电压、可是电流、电压、位移和作用力等，由变送器的类型位移和作用力等，由变送器的类型位移和作用力等，由变送器的类型位移和作用力等，由变送器的类型决定。决定。决定。决定。反馈部分反馈部分：将变送器的输出：将变送器的输出：将变送器的输出：将变送器的输出y y y y转换成反馈信号转换成反馈信号转换成反馈信号转换成反馈信号Z Zf f。过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章式中式中式中式中KKi i- - - -测

41、量部分的转换系数；测量部分的转换系数；测量部分的转换系数；测量部分的转换系数；KK放大器的放大系数；放大器的放大系数；放大器的放大系数；放大器的放大系数；KKf f反馈部分的反馈系数。反馈部分的反馈系数。反馈部分的反馈系数。反馈部分的反馈系数。 分析：分析：n n1 1）闭环放大倍数）闭环放大倍数）闭环放大倍数）闭环放大倍数KK：n n4 4）在深度负反馈条件下，满足）在深度负反馈条件下，满足）在深度负反馈条件下，满足）在深度负反馈条件下，满足KKKKf f1,1,可以改写为如下形式可以改写为如下形式可以改写为如下形式可以改写为如下形式上式表明：上式表明：上式表明：上式表明：当满足当满足当满足

42、当满足KKKKf f11 时，变送器的输出输入关系仅取决时，变送器的输出输入关系仅取决时，变送器的输出输入关系仅取决时，变送器的输出输入关系仅取决 于测量部分的特性和反馈部分的特性，而与放大于测量部分的特性和反馈部分的特性，而与放大于测量部分的特性和反馈部分的特性，而与放大于测量部分的特性和反馈部分的特性，而与放大 器的特性几乎无关。如果测量部分的转换系数器的特性几乎无关。如果测量部分的转换系数器的特性几乎无关。如果测量部分的转换系数器的特性几乎无关。如果测量部分的转换系数K K K Ki i i i 和反馈部分的反馈系数和反馈部分的反馈系数和反馈部分的反馈系数和反馈部分的反馈系数K K K

43、Kf f f f是常数，则变送器的是常数，则变送器的是常数，则变送器的是常数，则变送器的 输出与输入具有线性关系。输出与输入具有线性关系。输出与输入具有线性关系。输出与输入具有线性关系。（4 4 4 4）、（）、（）、（）、（5 5 5 5）两个式子是对变送器特性进行分析）两个式子是对变送器特性进行分析）两个式子是对变送器特性进行分析）两个式子是对变送器特性进行分析 的的的的主要依据主要依据， （4 4 4 4）式用于对变送器特性的深入）式用于对变送器特性的深入）式用于对变送器特性的深入）式用于对变送器特性的深入 研究，如考察放大器放大系数研究，如考察放大器放大系数研究，如考察放大器放大系数研

44、究，如考察放大器放大系数K K K K对整机特性的影对整机特性的影对整机特性的影对整机特性的影 响等。响等。响等。响等。 而（而（而（而（5 5 5 5）式直观地体现了变送器输出与输入之间的静）式直观地体现了变送器输出与输入之间的静）式直观地体现了变送器输出与输入之间的静）式直观地体现了变送器输出与输入之间的静 态关系，实际应用中较方便。态关系，实际应用中较方便。态关系，实际应用中较方便。态关系，实际应用中较方便。（2 2）n n2 2）（3 3）（5 5）n n3 3）（4 4）x x过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章四四. .变送器的一些共性问题：变送器的

45、一些共性问题：变送器在使用之前，须进行量程调整和零点调整。变送器在使用之前，须进行量程调整和零点调整。变送器在使用之前，须进行量程调整和零点调整。变送器在使用之前，须进行量程调整和零点调整。（一）量程调整（一）量程调整 量程调整的目的量程调整的目的：是使变送器的输出信号上限值：是使变送器的输出信号上限值：是使变送器的输出信号上限值：是使变送器的输出信号上限值y y y ymaxmaxmaxmax与测量范围的上限值与测量范围的上限值与测量范围的上限值与测量范围的上限值x x x xmaxmaxmaxmax相对应。右图为变送器相对应。右图为变送器相对应。右图为变送器相对应。右图为变送器量程调整前后

46、的输入输出特性。量程调整前后的输入输出特性。量程调整前后的输入输出特性。量程调整前后的输入输出特性。（二）零点调整和零点迁移（二）零点调整和零点迁移目的目的：是是使变送器的输出信号下限值使变送器的输出信号下限值使变送器的输出信号下限值使变送器的输出信号下限值y y y yminminminmin与测量范围的下限值与测量范围的下限值与测量范围的下限值与测量范围的下限值x x x xminminminmin相对应。相对应。相对应。相对应。 X Xminmin=0=0时称零点调整时称零点调整，x xminmin00时成为零点迁移时成为零点迁移。零点调整目的：零点调整目的：使变送器的测量起点为零使变送

47、器的测量起点为零使变送器的测量起点为零使变送器的测量起点为零零点迁移目的：零点迁移目的：是把测量的起始点由零迁移到某一数值（正值或负值）。是把测量的起始点由零迁移到某一数值（正值或负值）。是把测量的起始点由零迁移到某一数值（正值或负值）。是把测量的起始点由零迁移到某一数值（正值或负值）。 测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移； 测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移。测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移。测量的起始点由零变为某一负值，称为负迁移。测量的起始点由

48、零变为某一负值，称为负迁移。 下图为变送器零点迁移前后的输入输出特性。下图为变送器零点迁移前后的输入输出特性。下图为变送器零点迁移前后的输入输出特性。下图为变送器零点迁移前后的输入输出特性。由该图可见，量程调整相当于改变变送器的输入由该图可见，量程调整相当于改变变送器的输入由该图可见，量程调整相当于改变变送器的输入由该图可见，量程调整相当于改变变送器的输入输出特性的输出特性的输出特性的输出特性的斜率斜率，也就是改变变送器输出信号，也就是改变变送器输出信号，也就是改变变送器输出信号，也就是改变变送器输出信号y y y y与与与与输入信号输入信号输入信号输入信号x x x x之间的之间的之间的之间

49、的比例系数比例系数。 yx0 量程调整前后量程调整前后过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器 进行零点迁移，再辅以量程调整，可以提高仪表的进行零点迁移，再辅以量程调整，可以提高仪表的进行零点迁移，再辅以量程调整，可以提高仪表的进行零点迁移，再辅以量程调整，可以提高仪表的灵敏度灵敏度。 各种变送器对其零点迁移的范围都有明确规定。各种变送器对其零点迁移的范围都有明确规定。各种变送器对其零点迁移的范围都有明确规定。各种变送器对其零点迁移的范围都有明确规定。 零点调整和零点迁移的方法，对于模拟式变送器，是通过改变加在放零点调整和零点迁移的方法，对于模拟式变送器，是通过改变加在放零点调整和

50、零点迁移的方法，对于模拟式变送器，是通过改变加在放零点调整和零点迁移的方法，对于模拟式变送器，是通过改变加在放大器输入端上的调零信号大器输入端上的调零信号大器输入端上的调零信号大器输入端上的调零信号Z Z Z Z0 0 0 0的大小来实现的大小来实现的大小来实现的大小来实现过程控制 第二章x x0 0(a) (a) 未迁移未迁移y yx x0 0(b) (b) 正迁移正迁移y y变送器零点迁移前后的输入输出特性变送器零点迁移前后的输入输出特性x x0 0(c) (c) 负迁移负迁移y y 由上图可以看出，零点迁移以后，变送器的输入输出特性沿由上图可以看出，零点迁移以后，变送器的输入输出特性沿由

51、上图可以看出，零点迁移以后，变送器的输入输出特性沿由上图可以看出，零点迁移以后，变送器的输入输出特性沿x x x x坐标向右或坐标向右或坐标向右或坐标向右或向左向左向左向左平移平移了一段距离，其了一段距离，其了一段距离，其了一段距离，其斜率并没有改变斜率并没有改变斜率并没有改变斜率并没有改变，即变送器的量程不变。，即变送器的量程不变。，即变送器的量程不变。，即变送器的量程不变。过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器 总结总结. . . .仪表的零点调整与迁移扩大了仪仪表的零点调整与迁移扩大了仪仪表的零点调整与迁移扩大了仪仪表的零点调整与迁移扩大了仪 表的使用范围，增加仪表了通用表

52、的使用范围，增加仪表了通用表的使用范围，增加仪表了通用表的使用范围，增加仪表了通用 性和灵活性。性和灵活性。性和灵活性。性和灵活性。. . . .各种变送器根据自身的构造对其各种变送器根据自身的构造对其各种变送器根据自身的构造对其各种变送器根据自身的构造对其 零点迁移的范围都有明确的规定，零点迁移的范围都有明确的规定，零点迁移的范围都有明确的规定，零点迁移的范围都有明确的规定， 在使用说明书上有详细注明其调在使用说明书上有详细注明其调在使用说明书上有详细注明其调在使用说明书上有详细注明其调 节方法，调整都不是任意的，而节方法，调整都不是任意的，而节方法，调整都不是任意的，而节方法，调整都不是任

53、意的，而 且也是反复进行的。且也是反复进行的。且也是反复进行的。且也是反复进行的。 P44P44图图2-342-34调零电位器调零电位器 P57P57图图2-482-48调零弹簧调零弹簧(2) (2) (2) (2) 先进行量程调整（先进行量程调整（先进行量程调整（先进行量程调整（0-0.6MPa0-0.6MPa0-0.6MPa0-0.6MPa）2 2， 再进行零点迁移（再进行零点迁移（再进行零点迁移（再进行零点迁移（1-1.61-1.61-1.61-1.6）3 3 斜率改变，灵敏度提高！斜率改变，灵敏度提高！过程控制 第二章 例例：某变送器的量程为：某变送器的量程为：某变送器的量程为：某变送

54、器的量程为01MPa01MPa01MPa01MPa，输出信号为，输出信号为，输出信号为，输出信号为4-20mA4-20mA4-20mA4-20mA。欲把该。欲把该。欲把该。欲把该变送器用于测量变送器用于测量变送器用于测量变送器用于测量11.6MPa11.6MPa11.6MPa11.6MPa的信号，试问：该变送器应作何调整？的信号，试问：该变送器应作何调整？的信号，试问：该变送器应作何调整？的信号，试问：该变送器应作何调整？(1)(1)(1)(1)量程够用，直接零点迁移量程够用，直接零点迁移量程够用，直接零点迁移量程够用，直接零点迁移2 2， 再调整量程再调整量程再调整量程再调整量程3 3x x

55、（MPaMPa）0 0 （2 2）y y（mAmA）4 420201.01.010 0 （1 1）y y（mAmA）4 420201.01.01x x（MPaMPa）2.02.0220.60.631.61.61.61.63过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章 通常，变送器安装在现场，它的气源或电源从控制室送来，而输出信号传通常，变送器安装在现场，它的气源或电源从控制室送来，而输出信号传通常，变送器安装在现场，它的气源或电源从控制室送来，而输出信号传通常，变送器安装在现场，它的气源或电源从控制室送来，而输出信号传送到控制室。送到控制室。送到控制室。送到控制室。气动

56、变送器用两根气动管线分别传送气源和输出信号。气动变送器用两根气动管线分别传送气源和输出信号。气动变送器用两根气动管线分别传送气源和输出信号。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送电源或输出信号。电动模拟式变送器采用二线制或四线制传送电源或输出信号。电动模拟式变送器采用二线制或四线制传送电源或输出信号。电动模拟式变送器采用二线制或四线制传送电源或输出信号。（三）变送器信号传输方式（三）变送器信号传输方式（b b b b）为四线制传输方式，这种方式中，电源为四线制传输方式，这种方式中，电源为四线制传输方式，这种方式中，电源为四线制传输方式，这种方式中

57、，电源和负载电阻和负载电阻和负载电阻和负载电阻R RL L 是分别与变送器相连的，即供是分别与变送器相连的，即供是分别与变送器相连的，即供是分别与变送器相连的，即供电电源和输出信号分别用二根导线传输，这类电电源和输出信号分别用二根导线传输，这类电电源和输出信号分别用二根导线传输，这类电电源和输出信号分别用二根导线传输，这类变送器称为四线制变送器。变送器称为四线制变送器。变送器称为四线制变送器。变送器称为四线制变送器。二线制传输二线制传输图（图（图（图（a a a a）为二线制传输方式，这种方式中，电源、为二线制传输方式，这种方式中，电源、为二线制传输方式，这种方式中，电源、为二线制传输方式，这

58、种方式中，电源、负载电阻负载电阻负载电阻负载电阻R R R RL L L L和变送器是串联的，目前大多数变送和变送器是串联的，目前大多数变送和变送器是串联的，目前大多数变送和变送器是串联的，目前大多数变送器均为二线制变送器。器均为二线制变送器。器均为二线制变送器。器均为二线制变送器。四线制传输四线制传输二二线线制制变变送送器器（a a）二线制变送器）二线制变送器四四线线制制变变送送器器电电源源（b b）四线制变送器）四线制变送器过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章 二线制变送器同四线制变送器相比，具有节省连接电缆、二线制变送器同四线制变送器相比，具有节省连接电缆

59、、二线制变送器同四线制变送器相比，具有节省连接电缆、二线制变送器同四线制变送器相比，具有节省连接电缆、有利于安全防爆和抗干扰等优点，从而大大降低安装费用，减少有利于安全防爆和抗干扰等优点，从而大大降低安装费用，减少有利于安全防爆和抗干扰等优点，从而大大降低安装费用，减少有利于安全防爆和抗干扰等优点，从而大大降低安装费用，减少系统投资。但二线制变送器，必须满足如下三个条件系统投资。但二线制变送器，必须满足如下三个条件系统投资。但二线制变送器，必须满足如下三个条件系统投资。但二线制变送器，必须满足如下三个条件: : : :o o(1)(1)(1)(1)变送器的正常工作电流变送器的正常工作电流变送器

60、的正常工作电流变送器的正常工作电流I I I I0 0 0 0 必须得等于或小于变送器输出电流的最小值必须得等于或小于变送器输出电流的最小值必须得等于或小于变送器输出电流的最小值必须得等于或小于变送器输出电流的最小值I I I I0min0min0min0min 通常，二线制变送器的输出电流下限值为通常，二线制变送器的输出电流下限值为通常，二线制变送器的输出电流下限值为通常，二线制变送器的输出电流下限值为4mADC4mADC4mADC4mADC，在此条件下，变送器须能，在此条件下，变送器须能，在此条件下，变送器须能，在此条件下，变送器须能够正常工作。但对于输出电流为够正常工作。但对于输出电流为

61、够正常工作。但对于输出电流为够正常工作。但对于输出电流为0-10mADC0-10mADC0-10mADC0-10mADC的变送器，若也采用二线制，则在输的变送器，若也采用二线制，则在输的变送器，若也采用二线制，则在输的变送器，若也采用二线制，则在输出电流为零时，变送器的工作电流也为零。显然，凡输出电流采用出电流为零时，变送器的工作电流也为零。显然，凡输出电流采用出电流为零时，变送器的工作电流也为零。显然，凡输出电流采用出电流为零时，变送器的工作电流也为零。显然，凡输出电流采用0-10mADC0-10mADC0-10mADC0-10mADC的的的的仪表是不能采用二线制的。仪表是不能采用二线制的。

62、仪表是不能采用二线制的。仪表是不能采用二线制的。o o(2(2(2(2) ) ) )式中式中式中式中 U U U UT T T T变送器输出端电压；变送器输出端电压；变送器输出端电压；变送器输出端电压； E E E Eminminminmin电源电压的最小值；电源电压的最小值；电源电压的最小值；电源电压的最小值； I I I Imaxmaxmaxmax输出电流的上限值；输出电流的上限值；输出电流的上限值；输出电流的上限值； R R R Rmaxmaxmaxmax变送器的最大负载变送器的最大负载变送器的最大负载变送器的最大负载 电阻值；电阻值；电阻值；电阻值； r r r r连接导线的电阻值。连

63、接导线的电阻值。连接导线的电阻值。连接导线的电阻值。o o（3 3 3 3）变送器的最小有效功率）变送器的最小有效功率）变送器的最小有效功率）变送器的最小有效功率P P P P为为为为过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章2.3.3 DDZ-III2.3.3 DDZ-III型差压变送器型差压变送器一、概述一、概述二、膜盒式差压变送器二、膜盒式差压变送器三、电容式差压变送器三、电容式差压变送器四、扩散硅式差压变送器四、扩散硅式差压变送器过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章差压变送器差压变送器：用来将：用来将：用来将：用来将差压差压、流

64、量流量、液位液位 等被测参数转换成标准统等被测参数转换成标准统等被测参数转换成标准统等被测参数转换成标准统一信号一信号一信号一信号DC4-20mADC4-20mADC4-20mADC4-20mA，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。 DDZ DDZ DDZ DDZ经历了经历了经历了经历了I I I I型，型，型，型，IIIIIIII型和型和型和型和IIIIIIIIIIII型三个产品系列（型三个产品系列（型三个产品系列（型三个产品系列（I I I I、IIIIIIII

65、已停产），已停产），已停产），已停产），由于电信号传输、放大、变换、处理比由于电信号传输、放大、变换、处理比由于电信号传输、放大、变换、处理比由于电信号传输、放大、变换、处理比QDZQDZQDZQDZ仪表方便，又便于传远，仪表方便，又便于传远，仪表方便，又便于传远，仪表方便，又便于传远，易于与计算机联用，所以在过程控制中应用很广。易于与计算机联用，所以在过程控制中应用很广。易于与计算机联用，所以在过程控制中应用很广。易于与计算机联用，所以在过程控制中应用很广。一、概述一、概述 按照检测元件分类，差压变送器主要有：按照检测元件分类，差压变送器主要有：按照检测元件分类，差压变送器主要有：按照检测元

66、件分类，差压变送器主要有：膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器、电容式差压变送器电容式差压变送器、扩散硅式差压变送器扩散硅式差压变送器、振弦式差压变送器振弦式差压变送器和和和和电感式差压变送器电感式差压变送器 等。等。等。等。 本节着重讨论广泛使用的本节着重讨论广泛使用的本节着重讨论广泛使用的本节着重讨论广泛使用的膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器。并简单了解。并简单了解。并简单了解。并简单了解一下电容式差压变送器和扩散硅差压变送器。一下电容式差压变送器和扩散硅差压变送器。一下电容式差压变送器和扩散硅差压变送器。一下电容式差压变送器和扩散硅差压变送器。过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变

67、送器过程控制 第二章二、膜盒式差压变送器二、膜盒式差压变送器（一）、结构（一）、结构 DDZ DDZ DDZ DDZIIIIIIIIIIII型膜盒差压变送器结构示意图型膜盒差压变送器结构示意图型膜盒差压变送器结构示意图型膜盒差压变送器结构示意图动画动画过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章 膜盒式差压变送器由膜盒式差压变送器由膜盒式差压变送器由膜盒式差压变送器由测量部测量部分分、杠杆部分杠杆部分、放大器放大器和和和和反馈机反馈机构构组成，如右图所示。组成，如右图所示。组成，如右图所示。组成，如右图所示。膜盒式差压变送器构成框图膜盒式差压变送器构成框图膜盒式差压变送

68、器构成框图膜盒式差压变送器构成框图 被测差压信号被测差压信号被测差压信号被测差压信号PPPP经测量部分转换成相应的输入力经测量部分转换成相应的输入力经测量部分转换成相应的输入力经测量部分转换成相应的输入力F F F Fm m m m， F F F Fm m m m与与与与反馈机构的反馈力反馈机构的反馈力反馈机构的反馈力反馈机构的反馈力F F F Ff f f f一起作用于杠杆系统，使杠杆产生微小的位一起作用于杠杆系统，使杠杆产生微小的位一起作用于杠杆系统，使杠杆产生微小的位一起作用于杠杆系统，使杠杆产生微小的位移，位移再经过放大器转换成标准统一信号输出。（两线制变送移，位移再经过放大器转换成标

69、准统一信号输出。（两线制变送移，位移再经过放大器转换成标准统一信号输出。（两线制变送移，位移再经过放大器转换成标准统一信号输出。（两线制变送器）器）器）器）（二）、工作过程（二）、工作过程F F F Fm m m m过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章式中式中式中式中 F F F Fm m m m 输入力；输入力；输入力；输入力； A A A A1 1 1 1、A A A A2 2 2 2膜盒正、负压室膜片的有效面积。膜盒正、负压室膜片的有效面积。膜盒正、负压室膜片的有效面积。膜盒正、负压室膜片的有效面积。 （1 1）测量部分：）测量部分：检测元件为膜片，波纹管

70、等弹性元件。检测元件为膜片，波纹管等弹性元件。检测元件为膜片，波纹管等弹性元件。检测元件为膜片，波纹管等弹性元件。作用作用: : : :是把测量差压是把测量差压是把测量差压是把测量差压PPPP转换成作用于主转换成作用于主转换成作用于主转换成作用于主杠杆下端的输入力杠杆下端的输入力杠杆下端的输入力杠杆下端的输入力F F F Fm m m m，如右图所示。，如右图所示。，如右图所示。，如右图所示。 当被测差压当被测差压当被测差压当被测差压P P P P1 1 1 1、P P P P2 2 2 2进入正负压室作用于膜进入正负压室作用于膜进入正负压室作用于膜进入正负压室作用于膜盒两侧时，膜盒将感测到的

71、差压转换成相应的盒两侧时，膜盒将感测到的差压转换成相应的盒两侧时，膜盒将感测到的差压转换成相应的盒两侧时，膜盒将感测到的差压转换成相应的输入力输入力输入力输入力F F F Fm m m m，关系式可以表达为，关系式可以表达为，关系式可以表达为，关系式可以表达为组成组成: : : :正、负压室，检测元件，密封膜片及连正、负压室，检测元件，密封膜片及连正、负压室，检测元件，密封膜片及连正、负压室，检测元件，密封膜片及连 接检测元件与主杠杆的弹簧片等部分。接检测元件与主杠杆的弹簧片等部分。接检测元件与主杠杆的弹簧片等部分。接检测元件与主杠杆的弹簧片等部分。F Fm m=P=P1 1A A1 1-P-

72、P2 2A A2 2 （1 1）若若若若A A A A1 1 1 1=A=A=A=A2 2 2 2=A=A=A=Ad d d d ，则（，则（，则（，则（1 1 1 1）式表示为）式表示为）式表示为）式表示为: : : :F Fm m=A=Ad d(P(P1 1-P-P2 2)=A)=Ad d P P （2 2）测量部分测量部分Fm过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器 当变送器的输出电流过反馈动圈时，当变送器的输出电流过反馈动圈时，当变送器的输出电流过反馈动圈时，当变送器的输出电流过反馈动圈时，就会产生电磁反馈力就会产生电磁反馈力就会产生电磁反馈力就会产生电磁反馈力F F F

73、Ff f f f，F F F Ff f f f与与与与I I I I0 0 0 0之间的关之间的关之间的关之间的关系为：系为：系为：系为：（2 2）电磁反馈装置）电磁反馈装置作用作用：电磁反馈装置的作用是把变送器的输出电流：电磁反馈装置的作用是把变送器的输出电流：电磁反馈装置的作用是把变送器的输出电流：电磁反馈装置的作用是把变送器的输出电流I I I I0 0 0 0转换成转换成转换成转换成作用于副杠杆的电磁反馈力作用于副杠杆的电磁反馈力作用于副杠杆的电磁反馈力作用于副杠杆的电磁反馈力F F F Ff.f.f.f.式中式中式中式中 永久磁钢的磁感应强度；永久磁钢的磁感应强度；永久磁钢的磁感应强

74、度；永久磁钢的磁感应强度； 反馈动圈的平均直径；反馈动圈的平均直径；反馈动圈的平均直径；反馈动圈的平均直径； 反馈动圈的匝数。反馈动圈的匝数。反馈动圈的匝数。反馈动圈的匝数。 电磁反馈装置的结构原理图电磁反馈装置的结构原理图电磁反馈装置的结构原理图电磁反馈装置的结构原理图过程控制 第二章组成组成：它由反馈动圈和永久磁钢组成，如图所示。：它由反馈动圈和永久磁钢组成，如图所示。：它由反馈动圈和永久磁钢组成，如图所示。：它由反馈动圈和永久磁钢组成，如图所示。 设设（）（）（）（） 电磁反馈装置的转换系数；电磁反馈装置的转换系数；电磁反馈装置的转换系数；电磁反馈装置的转换系数；过程控制电子档过程控制电

75、子档2.32.3变送器变送器（）放大器（）放大器作用作用：放大器采用低频位移检测放大器，它实质上是一个位移：放大器采用低频位移检测放大器，它实质上是一个位移：放大器采用低频位移检测放大器，它实质上是一个位移：放大器采用低频位移检测放大器，它实质上是一个位移/ / / /电流转换器，电流转换器，电流转换器，电流转换器，把副杠杆上位移检测片（衔铁）的微小位移把副杠杆上位移检测片（衔铁）的微小位移把副杠杆上位移检测片（衔铁）的微小位移把副杠杆上位移检测片（衔铁）的微小位移S S S S转换成转换成转换成转换成4 4 4 420mA20mA20mA20mA的直流输出电流。的直流输出电流。的直流输出电流

76、。的直流输出电流。过程控制 第二章组成组成：低频位移检测放大器由位移检测变压器、低频振荡器、整流滤波：低频位移检测放大器由位移检测变压器、低频振荡器、整流滤波：低频位移检测放大器由位移检测变压器、低频振荡器、整流滤波：低频位移检测放大器由位移检测变压器、低频振荡器、整流滤波电路及功率放大器组成，其原理线路图及构成方框图分别如下图所示。电路及功率放大器组成，其原理线路图及构成方框图分别如下图所示。电路及功率放大器组成，其原理线路图及构成方框图分别如下图所示。电路及功率放大器组成，其原理线路图及构成方框图分别如下图所示。低频位移检测放大器原理线路图低频位移检测放大器原理线路图低频位移检测放大器原理

77、线路图低频位移检测放大器原理线路图低频位移检测放大器构成方框图低频位移检测放大器构成方框图低频位移检测放大器构成方框图低频位移检测放大器构成方框图低频振荡低频振荡低频振荡低频振荡整流滤波整流滤波功功率率放放大大反馈动圈反馈动圈输输出出电源电源检测变压器检测变压器过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章（）杠杆系统：（）杠杆系统：作用作用：是进行力的传递和力矩比较。：是进行力的传递和力矩比较。：是进行力的传递和力矩比较。：是进行力的传递和力矩比较。组成组成：由主杠杆：由主杠杆：由主杠杆：由主杠杆1 1 1 1、矢量机构、矢量机构、矢量机构、矢量机构2 2 2 2和副杠

78、和副杠和副杠和副杠 杆杆杆杆4 4 4 4等部分组成，如右图所示。等部分组成，如右图所示。等部分组成，如右图所示。等部分组成，如右图所示。 杠杆系统结构受力图杠杆系统结构受力图杠杆系统结构受力图杠杆系统结构受力图主杠杆主杠杆：将输入力：将输入力：将输入力：将输入力F F F Fm m m m转换为作用于转换为作用于转换为作用于转换为作用于矢量机构上的力矢量机构上的力矢量机构上的力矢量机构上的力F F F F1 1 1 1，密封膜片为主杠密封膜片为主杠密封膜片为主杠密封膜片为主杠杆的支点，同时又起密封作用。如杆的支点，同时又起密封作用。如杆的支点，同时又起密封作用。如杆的支点，同时又起密封作用。

79、如下图所示。下图所示。下图所示。下图所示。由力矩平衡，可得：由力矩平衡，可得：由力矩平衡，可得：由力矩平衡，可得：（）（）（）（）过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章矢量机构矢量机构：将：将：将：将推推推推力力力力F F F F1 1 1 1进行分解，一进行分解，一进行分解，一进行分解，一个个个个为作用为作用为作用为作用力力力力F F F F3 3 3 3顺着矢量板的方向，顺着矢量板的方向，顺着矢量板的方向，顺着矢量板的方向，被矢量板固定支点的反作用力所平被矢量板固定支点的反作用力所平被矢量板固定支点的反作用力所平被矢量板固定支点的反作用力所平衡，不起作用；另一

80、个衡，不起作用；另一个衡，不起作用；另一个衡，不起作用；另一个F F F F2 2 2 2垂直向上垂直向上垂直向上垂直向上作用于副杠杆，使其以支点作用于副杠杆，使其以支点作用于副杠杆，使其以支点作用于副杠杆，使其以支点M M M M为中为中为中为中心逆时针方向偏转。心逆时针方向偏转。心逆时针方向偏转。心逆时针方向偏转。分析，得分析，得分析，得分析，得（）（）（）（）过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章副杠杆副杠杆：进行力矩比较：进行力矩比较：进行力矩比较：进行力矩比较 F F F F2 2 2 2使副杠杆以使副杠杆以使副杠杆以使副杠杆以M M M M为支点逆时针

81、偏转，为支点逆时针偏转，为支点逆时针偏转，为支点逆时针偏转，带动副杠杆上的衔铁靠近差动变压器（带动副杠杆上的衔铁靠近差动变压器（带动副杠杆上的衔铁靠近差动变压器（带动副杠杆上的衔铁靠近差动变压器（p58p58p58p58页图），衔铁与变压器之间的距离变化通过页图），衔铁与变压器之间的距离变化通过页图），衔铁与变压器之间的距离变化通过页图），衔铁与变压器之间的距离变化通过位移检测放大器转换为位移检测放大器转换为位移检测放大器转换为位移检测放大器转换为4-204-204-204-20mAmAmAmA直流电流直流电流直流电流直流电流I I I I，同时同时同时同时I I I I又通过电磁反馈装置产生

82、一个反馈力又通过电磁反馈装置产生一个反馈力又通过电磁反馈装置产生一个反馈力又通过电磁反馈装置产生一个反馈力F F F Ff f f f，使杠杆顺时针偏转。使杠杆顺时针偏转。使杠杆顺时针偏转。使杠杆顺时针偏转。平衡时，平衡时，平衡时，平衡时，此时，此时，此时，此时，即为输入即为输入即为输入即为输入P P时对应的电流。时对应的电流。时对应的电流。时对应的电流。不平衡时，不平衡时，不平衡时，不平衡时，过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章（5 5）整机特性）整机特性 综合以上分析，可得出综合以上分析，可得出综合以上分析，可得出综合以上分析，可得出DDZDDZDDZDDZ

83、型差压变送器的整机方块图，型差压变送器的整机方块图，型差压变送器的整机方块图，型差压变送器的整机方块图，如下图所示。如下图所示。如下图所示。如下图所示。 DDZDDZ型差压变送器的整机方块图型差压变送器的整机方块图 ，由上图可得，由上图可得，由上图可得，由上图可得，在满足深度负反馈条件下，在满足深度负反馈条件下，在满足深度负反馈条件下，在满足深度负反馈条件下，（）（）（）（）（）（）（）（）过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器l l调整量程会影响变送器零点，而调零点又会影响变送器的满调整量程会影响变送器零点，而调零点又会影响变送器的满调整量程会影响变送器零点，而调零点又会影响变

84、送器的满调整量程会影响变送器零点，而调零点又会影响变送器的满度值，因此，这种膜盒式差压变送器在调校时度值，因此，这种膜盒式差压变送器在调校时度值，因此，这种膜盒式差压变送器在调校时度值，因此，这种膜盒式差压变送器在调校时, , , ,零点与量程零点与量程零点与量程零点与量程需要反复调整。需要反复调整。需要反复调整。需要反复调整。过程控制 第二章l l深反馈条件下，量程一定时，变送器的比例系数深反馈条件下，量程一定时，变送器的比例系数深反馈条件下，量程一定时，变送器的比例系数深反馈条件下，量程一定时，变送器的比例系数K K K Ki i i i是常数，是常数，是常数，是常数， 变送器输入变送器输

85、入变送器输入变送器输入PP输出输出输出输出I I I I0 0 0 0之间呈线性关系；之间呈线性关系；之间呈线性关系；之间呈线性关系； 讨论：讨论：l lKzKzKzKz* * * *FzFzFzFz为调零项，调整调零弹簧可以调整为调零项，调整调零弹簧可以调整为调零项，调整调零弹簧可以调整为调零项，调整调零弹簧可以调整FzFzFzFz的大小，从而使的大小，从而使的大小，从而使的大小，从而使得输出电流得输出电流得输出电流得输出电流I I I I0 0 0 0在在在在P Pminmin最小时等于最小时等于最小时等于最小时等于4 4 4 4mA;mA;mA;mA;l l改变角度改变角度改变角度改变角

86、度和反馈系数和反馈系数和反馈系数和反馈系数K K K Kf f f f可以改变可以改变可以改变可以改变K K K Ki i i i的大小，因而可以调整的大小，因而可以调整的大小，因而可以调整的大小，因而可以调整变送器量程，角度变送器量程，角度变送器量程，角度变送器量程，角度 增大时量程变小；增大时量程变小；增大时量程变小；增大时量程变小；K K K Kf f f f的改变是通过改变反的改变是通过改变反的改变是通过改变反的改变是通过改变反馈线圈的匝数实现的；馈线圈的匝数实现的；馈线圈的匝数实现的；馈线圈的匝数实现的；l l调整零点迁移弹簧可以进行零点迁移；调整零点迁移弹簧可以进行零点迁移；调整零

87、点迁移弹簧可以进行零点迁移；调整零点迁移弹簧可以进行零点迁移；动画动画过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章 由于反馈电路和调零与零迁电路仅由几个电阻和电位器构成，由于反馈电路和调零与零迁电路仅由几个电阻和电位器构成，由于反馈电路和调零与零迁电路仅由几个电阻和电位器构成，由于反馈电路和调零与零迁电路仅由几个电阻和电位器构成，因此可把它们与放大器合为一个整体，即变送器可划分为两部分：因此可把它们与放大器合为一个整体，即变送器可划分为两部分：因此可把它们与放大器合为一个整体，即变送器可划分为两部分：因此可把它们与放大器合为一个整体，即变送器可划分为两部分：测量部分测量

88、部分和和放大部分放大部分。 电容式差压变送器的检测元件采用电容式压力传感器，结构电容式差压变送器的检测元件采用电容式压力传感器，结构电容式差压变送器的检测元件采用电容式压力传感器，结构电容式差压变送器的检测元件采用电容式压力传感器，结构简单、性能稳定，是目前工业上普遍使用的一种变送器，系统构简单、性能稳定，是目前工业上普遍使用的一种变送器，系统构简单、性能稳定，是目前工业上普遍使用的一种变送器，系统构简单、性能稳定，是目前工业上普遍使用的一种变送器，系统构成方框图如下图所示。成方框图如下图所示。成方框图如下图所示。成方框图如下图所示。三、电容式差压变送器三、电容式差压变送器过程控制电子档过程控

89、制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章一、测量部分一、测量部分一、测量部分一、测量部分作用作用：是把被测差压：是把被测差压：是把被测差压：是把被测差压P P成比例地转换成比例地转换成比例地转换成比例地转换 为差动电流信号为差动电流信号为差动电流信号为差动电流信号I I I Id d d d组成组成：它由电容式压力传感器、测量部：它由电容式压力传感器、测量部：它由电容式压力传感器、测量部：它由电容式压力传感器、测量部 件壳体和电容件壳体和电容件壳体和电容件壳体和电容/ / / /电流转电流转电流转电流转 换电路部分组成。换电路部分组成。换电路部分组成。换电路部分组成。C C1 1C C

90、2 2d d0 0 P=0时，时，=0，C1=C2P0时，时，二、放大部分（二、放大部分（二、放大部分（二、放大部分（p61-62p61-62p61-62p61-62）过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章过程控制 第二章 扩散硅式差压变送器的检测元件采用扩散硅式差压变送器的检测元件采用扩散硅式差压变送器的检测元件采用扩散硅式差压变送器的检测元件采用扩散硅压阻传感器扩散硅压阻传感器。优点：由于单晶硅材质纯、功耗小、机械稳定性优点：由于单晶硅材质纯、功耗小、机械稳定性优点：由于单晶硅材质纯、功耗小、机械稳定性优点：由于单晶硅材质纯、功耗小、机械稳定性 好，且传感器的

91、制造工艺与硅集成电路工艺有很好的兼容好，且传感器的制造工艺与硅集成电路工艺有很好的兼容好，且传感器的制造工艺与硅集成电路工艺有很好的兼容好，且传感器的制造工艺与硅集成电路工艺有很好的兼容 性，因此适于构成集成传感器。性，因此适于构成集成传感器。性，因此适于构成集成传感器。性，因此适于构成集成传感器。缺点：扩散硅电阻存在温度效应，温度变化会引起零点、满度、应缺点：扩散硅电阻存在温度效应，温度变化会引起零点、满度、应缺点：扩散硅电阻存在温度效应，温度变化会引起零点、满度、应缺点：扩散硅电阻存在温度效应，温度变化会引起零点、满度、应 力灵敏度变化等。有的封装了一些校正或者补偿电路来减小力灵敏度变化等

92、。有的封装了一些校正或者补偿电路来减小力灵敏度变化等。有的封装了一些校正或者补偿电路来减小力灵敏度变化等。有的封装了一些校正或者补偿电路来减小 测量误差。测量误差。测量误差。测量误差。 扩散硅式差压变送器构成方框图如下图所示。扩散硅式差压变送器构成方框图如下图所示。扩散硅式差压变送器构成方框图如下图所示。扩散硅式差压变送器构成方框图如下图所示。四、扩散硅式差压变送器四、扩散硅式差压变送器过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章过程控制 第二章U U0101=K=K2 2 U Us s ：U U U Us s s s由前置放大器放大为由前置放大器放大为由前置放大器放大

93、为由前置放大器放大为U U U U01010101Us= K1 P ：P P P P 作用于扩散硅压阻传感器，使硅材料上的扩散电作用于扩散硅压阻传感器，使硅材料上的扩散电作用于扩散硅压阻传感器，使硅材料上的扩散电作用于扩散硅压阻传感器，使硅材料上的扩散电 阻值发生变化，从问使这些电阻组成的电桥产生不平衡阻值发生变化，从问使这些电阻组成的电桥产生不平衡阻值发生变化，从问使这些电阻组成的电桥产生不平衡阻值发生变化，从问使这些电阻组成的电桥产生不平衡 电压电压电压电压U U U Us sI0=K3U01：U U U U01010101与零点调整迁移电路上产生的调零信号与零点调整迁移电路上产生的调零信

94、号与零点调整迁移电路上产生的调零信号与零点调整迁移电路上产生的调零信号U U U Uz z z z的代数和的代数和的代数和的代数和 送入电压送入电压送入电压送入电压- - - -电流转换电路转换成整机的输出信号电流转换电路转换成整机的输出信号电流转换电路转换成整机的输出信号电流转换电路转换成整机的输出信号I I I I0 0 0 0I0=K3U01=K3K2Us=K3K2K1 P=KP 过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章常见压力传感器外形常见压力传感器外形 工业压力变送器工业压力变送器数字压力变送器数字压力变送器通用压力变送器通用压力变送器隔离压力变送器隔离压

95、力变送器高温压力变送器高温压力变送器隔离压差变送器隔离压差变送器隔离液位变送器隔离液位变送器微压变送器微压变送器电容压力变送器电容压力变送器隔膜压力变送器隔膜压力变送器绝压变送器绝压变送器双膜压差变送器双膜压差变送器微型探针压力计微型探针压力计暖风空调压力计暖风空调压力计湿式压力变送器湿式压力变送器本安压力变送器本安压力变送器扩散硅压力变送扩散硅压力变送器器智能压力变送器智能压力变送器过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器2.3.4 DDZ-III2.3.4 DDZ-III温度变送器温度变送器 典型模拟式温度变送器由三部分：输入部分、放大器和典型模拟式温度变送器由三部分：输入部分

96、、放大器和典型模拟式温度变送器由三部分：输入部分、放大器和典型模拟式温度变送器由三部分：输入部分、放大器和反馈部分组成，如下图所示。反馈部分组成，如下图所示。反馈部分组成，如下图所示。反馈部分组成，如下图所示。+ +_ _检测元件检测元件输入回路输入回路零点调整与零点调整与迁移电路迁移电路放大器放大器反馈回路反馈回路测量部分测量部分放大部分放大部分 典型模拟式温度变送器原理框图典型模拟式温度变送器原理框图过程控制 第二章过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器n nDDZDDZDDZDDZ型温度变送器主要特点、优点：型温度变送器主要特点、优点：型温度变送器主要特点、优点：型温度变送

97、器主要特点、优点：采用了线性集成电路，提高了仪表的可靠性，稳定性及各项技术性能。采用了线性集成电路，提高了仪表的可靠性，稳定性及各项技术性能。采用了线性集成电路，提高了仪表的可靠性，稳定性及各项技术性能。采用了线性集成电路，提高了仪表的可靠性，稳定性及各项技术性能。采用了线性化电路，使变送器的输出信号和被测温度呈线性关系。采用了线性化电路，使变送器的输出信号和被测温度呈线性关系。采用了线性化电路，使变送器的输出信号和被测温度呈线性关系。采用了线性化电路，使变送器的输出信号和被测温度呈线性关系。采取了安全火花防爆措施，可用于危险场所中的温度或直流毫伏测量。采取了安全火花防爆措施，可用于危险场所中

98、的温度或直流毫伏测量。采取了安全火花防爆措施，可用于危险场所中的温度或直流毫伏测量。采取了安全火花防爆措施，可用于危险场所中的温度或直流毫伏测量。n n型温度变送器的种类：型温度变送器的种类：型温度变送器的种类：型温度变送器的种类：热电偶温度变送器热电偶温度变送器：输入热电势毫伏信号：输入热电势毫伏信号：输入热电势毫伏信号：输入热电势毫伏信号热电阻温度变送器热电阻温度变送器：输入热电阻信号给输入回路：输入热电阻信号给输入回路：输入热电阻信号给输入回路：输入热电阻信号给输入回路直流毫伏温度变送器直流毫伏温度变送器：输入直流毫伏信号：输入直流毫伏信号：输入直流毫伏信号：输入直流毫伏信号这三种温度变

99、送器在线路结构上都由这三种温度变送器在线路结构上都由这三种温度变送器在线路结构上都由这三种温度变送器在线路结构上都由放大单元放大单元和和和和量程单元量程单元组成。组成。组成。组成。量程单元：作用是实现热电偶冷端温度补偿、整机调零和调量程。量程单元：作用是实现热电偶冷端温度补偿、整机调零和调量程。量程单元：作用是实现热电偶冷端温度补偿、整机调零和调量程。量程单元：作用是实现热电偶冷端温度补偿、整机调零和调量程。放大和输出单元：作用是将量程单元输出的直流毫伏信号进行电压及功率放大和输出单元：作用是将量程单元输出的直流毫伏信号进行电压及功率放大和输出单元：作用是将量程单元输出的直流毫伏信号进行电压及

100、功率放大和输出单元：作用是将量程单元输出的直流毫伏信号进行电压及功率 放大，然后整流输出电流、电压信号（放大，然后整流输出电流、电压信号（放大，然后整流输出电流、电压信号（放大，然后整流输出电流、电压信号（4 4 4 420202020mADCmADCmADCmADC或或或或l l l l5VDC5VDC5VDC5VDC标准统一信号）标准统一信号）标准统一信号）标准统一信号）。过程控制 第二章过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器冷端补偿冷端补偿零点调整零点调整稳压源稳压源DC/AC/DCDC/AC/DC24VDC24VDC前置前置运放运放功率功率放大放大输出回路输出回路反馈反馈

101、量程单元量程单元放大单元放大单元（a a）DDZDDZ型温度变送器构成方框图型温度变送器构成方框图直流毫伏变送器直流毫伏变送器零点调整零点调整稳压源稳压源放放大大单单元元非线性校正非线性校正热电偶热电偶（b）热电偶温度变送器量程单元量程单元过程控制 第二章过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器零点调整零点调整稳压源稳压源放放大大单单元元线性化器线性化器热电阻热电阻量程单元量程单元反馈反馈（c）热电阻温度变送器过程控制 第二章过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器2.3.5 2.3.5 智能式变送器的构成原理智能式变送器的构成原理 智能式变送器由以微处理器（智能式变送

102、器由以微处理器（智能式变送器由以微处理器（智能式变送器由以微处理器（CPUCPUCPUCPU）为核心构成的硬件电路和由系统程）为核心构成的硬件电路和由系统程）为核心构成的硬件电路和由系统程）为核心构成的硬件电路和由系统程序、功能模块构成的软件两大部分组成。序、功能模块构成的软件两大部分组成。序、功能模块构成的软件两大部分组成。序、功能模块构成的软件两大部分组成。x x传感器组件传感器组件传感器组件传感器组件A/DA/DA/DA/D转转转转换器换器换器换器微处理器微处理器微处理器微处理器存储器存储器存储器存储器通信电路通信电路通信电路通信电路数字信号数字信号数字信号数字信号智能式变送器的一般构成

103、形式智能式变送器的一般构成形式智能式变送器的一般构成形式智能式变送器的一般构成形式传感器组件：被测参数传感器组件：被测参数传感器组件：被测参数传感器组件：被测参数X X X X经传感器组件，由经传感器组件，由经传感器组件，由经传感器组件，由A/DA/D转换器转换成数字信号送转换器转换成数字信号送转换器转换成数字信号送转换器转换成数字信号送入微入微 处理器处理器，进行数据处理。，进行数据处理。，进行数据处理。，进行数据处理。存储器：除存放系统程序，功能模块和数据外，还存有传感器特性、变送器存储器：除存放系统程序，功能模块和数据外，还存有传感器特性、变送器存储器：除存放系统程序，功能模块和数据外，

104、还存有传感器特性、变送器存储器：除存放系统程序，功能模块和数据外，还存有传感器特性、变送器 的输入输出特性以及变送器的识别数据，以用于变送器在信号转换的输入输出特性以及变送器的识别数据，以用于变送器在信号转换的输入输出特性以及变送器的识别数据，以用于变送器在信号转换的输入输出特性以及变送器的识别数据，以用于变送器在信号转换 时的各种补偿，以及零点调整和量程调整。时的各种补偿，以及零点调整和量程调整。时的各种补偿，以及零点调整和量程调整。时的各种补偿，以及零点调整和量程调整。通信电路：智能式变送器通过通信电路挂接在控制系统网络通信电缆上，通信电路：智能式变送器通过通信电路挂接在控制系统网络通信电

105、缆上，通信电路：智能式变送器通过通信电路挂接在控制系统网络通信电缆上，通信电路：智能式变送器通过通信电路挂接在控制系统网络通信电缆上， 与网络中其它各种智能化的现场控制设备或上位计算机进行通信，与网络中其它各种智能化的现场控制设备或上位计算机进行通信，与网络中其它各种智能化的现场控制设备或上位计算机进行通信，与网络中其它各种智能化的现场控制设备或上位计算机进行通信， 传送测量结果信号或变送器本身的各种参数，传送测量结果信号或变送器本身的各种参数，传送测量结果信号或变送器本身的各种参数，传送测量结果信号或变送器本身的各种参数， 网络中其它各种智能化的现场控制设备或上位计算机也可对变送网络中其它各

106、种智能化的现场控制设备或上位计算机也可对变送网络中其它各种智能化的现场控制设备或上位计算机也可对变送网络中其它各种智能化的现场控制设备或上位计算机也可对变送 器进行远程调整和参数设定。器进行远程调整和参数设定。器进行远程调整和参数设定。器进行远程调整和参数设定。过程控制 第二章过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器 智能式变送器的智能式变送器的智能式变送器的智能式变送器的核心是微处理器核心是微处理器。 微处理器可以实现对检测信号的线性化处理、量程调整、零点调整、数据微处理器可以实现对检测信号的线性化处理、量程调整、零点调整、数据微处理器可以实现对检测信号的线性化处理、量程调整、零

107、点调整、数据微处理器可以实现对检测信号的线性化处理、量程调整、零点调整、数据 转换、仪表自检以及数据通信，同时还控制转换、仪表自检以及数据通信，同时还控制转换、仪表自检以及数据通信，同时还控制转换、仪表自检以及数据通信，同时还控制A/DA/DA/DA/D和和和和D/AD/AD/AD/A转换器的运行，实转换器的运行，实转换器的运行，实转换器的运行，实 现模拟信号和数字信号的转换。现模拟信号和数字信号的转换。现模拟信号和数字信号的转换。现模拟信号和数字信号的转换。 由于微处理器具有较强的数据处理功能，因此智能式变送器可使用单一传由于微处理器具有较强的数据处理功能，因此智能式变送器可使用单一传由于微

108、处理器具有较强的数据处理功能，因此智能式变送器可使用单一传由于微处理器具有较强的数据处理功能，因此智能式变送器可使用单一传 感器以实现常规的单参数测量；也可使用复合传感器以实现多种传感器感器以实现常规的单参数测量；也可使用复合传感器以实现多种传感器感器以实现常规的单参数测量；也可使用复合传感器以实现多种传感器感器以实现常规的单参数测量；也可使用复合传感器以实现多种传感器 检测的信息融合；还可使一台变送器能够配接不同的传感器。检测的信息融合；还可使一台变送器能够配接不同的传感器。检测的信息融合；还可使一台变送器能够配接不同的传感器。检测的信息融合；还可使一台变送器能够配接不同的传感器。过程控制

109、第二章过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器过程控制 第二章小结小结u对变送器的一般共性问题的着重理解，如对变送器的一般共性问题的着重理解，如对变送器的一般共性问题的着重理解，如对变送器的一般共性问题的着重理解，如 量程调节，零点调整，零点迁移，信号传输方式等。量程调节，零点调整，零点迁移，信号传输方式等。量程调节，零点调整，零点迁移，信号传输方式等。量程调节，零点调整，零点迁移，信号传输方式等。u了解变送器的作用及其实现原理；了解变送器的作用及其实现原理；了解变送器的作用及其实现原理；了解变送器的作用及其实现原理；u对于变送器的具体电子线路不要求具体详细地分析，对于变送器的具体电子线路不要求具体详细地分析，对于变送器的具体电子线路不要求具体详细地分析，对于变送器的具体电子线路不要求具体详细地分析， 能够从大体上把握某一变送器的构成框图及原理能够从大体上把握某一变送器的构成框图及原理能够从大体上把握某一变送器的构成框图及原理能够从大体上把握某一变送器的构成框图及原理过程控制电子档过程控制电子档2.32.3变送器变送器