Sensores e transmissores desempenham um papel fundamental na área de instrumentos, medidores e automação industrial. Ao contrário dos sensores, os transmissores geralmente têm um certo efeito de amplificação, além de serem capazes de converter cargas não elétricas em cargas mensuráveis. Este artigo descreve brevemente as características de vários tipos de transmissores para o usuário escolher.
Transmissor de temperatura integrado
Os transmissores de temperatura integrados geralmente consistem em uma sonda de medição de temperatura (termopar ou sensor de resistência térmica) e uma unidade eletrônica sólida de dois fios. A sonda de temperatura é instalada diretamente na caixa de conexão em forma de módulo sólido para formar um transmissor integrado. Os transmissores de temperatura integrados são geralmente divididos em dois tipos de resistência térmica e termopar.
Os transmissores de temperatura de resistência térmica são compostos por unidades de referência, unidades de conversão R / V, circuitos lineares, proteção inversa, proteção de fluxo limitado, unidades de conversão V / I, etc. Após a amplificação da conversão do sinal de resistência térmica de temperatura, o circuito linear compensa a relação não linear entre a temperatura e a resistência, e o circuito de conversão V / I emite um sinal de corrente constante de 4 a 20 mA em relação linear com a temperatura medida.
Os transmissores de temperatura de termopar são geralmente compostos por fontes de referência, compensação de extremo frio, unidades de amplificação, tratamento linear, conversão V / I, tratamento de corte, proteção de contrapartida, proteção de corrente limitada e outras unidades de circuito. É a amplificação do potencial térmico gerado pelo termopar pela compensação do extremo frio, o erro não linear do potencial térmico e da temperatura do circuito linear, após a amplificação do zui é convertido em sinal de saída de corrente de 4 ~ 20mA. Para evitar acidentes causados por falhas de temperatura durante a medição de termopares devido à ruptura do fio do par, o transmissor também possui um circuito de proteção contra cortes de energia. Quando o termopar é interrompido ou mal recebido, o transmissor emite um grande valor zui (28mA) para que o medidor corte a fonte de energia.
O transmissor de temperatura integrado tem as vantagens de estrutura simples, poupança de fios, grande sinal de saída, forte capacidade anti-interferência, boa linearidade, simples instrumento de exibição, módulo sólido resistente a umidade sismica, proteção contra a contração e proteção de fluxo limitado, trabalho confiável e outras vantagens. A saída do transmissor de temperatura integrado é um sinal uniforme de 4 a 20mA; Pode ser combinado com sistemas de microcomputadores ou outros instrumentos convencionais. O usuário também pode solicitar um instrumento de medição a prova de explosão ou a prova de incêndio.
II. Transmissores de pressão
Os transmissores de pressão, também chamados de transmissores diferenciais, são compostos principalmente por sensores de componentes de medição de pressão, circuitos modulares, cabeças de exibição, caixas e conexões de processo. Ele pode transformar os sinais de pressão recebidos, como gás, líquido e outros, em sinais de tensão de corrente padrão para fornecer indicadores de alarme, gravadores, reguladores e outros instrumentos secundários para medição, instrução e ajuste de processo.
O esquema de medição do transmissor de pressão é mostrado na Figura 3. Seu princípio de medição é que a pressão de processo e a pressão de referência atuam em ambas as extremidades do componente sensível à pressão de silício integrado, respectivamente, e sua pressão diferencial deforma a placa de silício (um deslocamento muito pequeno, apenas na escala de μm) para que a ponte de Whiston totalmente dinâmica feita com tecnologia de semicondutores na placa de silício produza um sinal de tensão na escala de mV proporcional à pressão sob a alimentação de uma fonte de corrente externa. Devido à boa resistência do material de silício, a linearidade do sinal de saída e os indicadores de variabilidade são altos. Durante o trabalho, o transmissor de pressão converte a quantidade física medida em um sinal de tensão de nível mV e envia-o para um amplificador diferencial com múltiplos de amplificação elevados que podem compensar um ao outro a deriva de temperatura. O sinal amplificado é transformado em um sinal corrente correspondente através da conversão da corrente de tensão, e depois, após correção não linear, zui gera um sinal de tensão corrente padrão com a pressão de entrada em uma correspondência linear.
Os transmissores de pressão podem ser divididos em dois tipos de transmissores de pressão gerais (0,001 MPa a 20 MP3) e transmissores de pressão diferencial (0 a 30 kPa) de acordo com a faixa de medição de pressão.
Transmissor de nível de líquido
1, transmissor de nível flutuanteConsiste em uma bola magnética, um conduto de medição, uma unidade de sinalização, uma unidade eletrônica, uma caixa de conexão e uma peça de montagem. As bolas magnéticas flutuantes gerais pesam menos de 0,5 e podem flutuar acima da superfície do líquido e mover-se para cima e para baixo ao longo do catuturo de medição. O catutu é equipado com um componente de medição que pode converter o sinal de nível medido em um sinal de resistência proporcional à mudança do nível do líquido sob o efeito magnético externo e converter a unidade eletrônica em saída de sinal padrão de 4 a 20 mA. O transmissor é um circuito modular, com as vantagens de resistência ao ácido, à umidade, aos choques e à corrosão, o circuito interno contém um circuito de feedback de corrente constante e um circuito de proteção interna, que pode permitir que a corrente de saída zui não exceda 28mA, portanto, pode proteger de forma confiável a fonte de energia e evitar danos ao medidor secundário.
2, transmissor de nível flutuanteÉ a mudança de uma bola magnética para um cilindro, que foi projetado de acordo com o princípio de flutuação de Arquimedes. Os transmissores de nível de cilindro flutuante usam uma pequena tecnologia de sensor de tensão de membrana metálica para medir o nível, o limite ou a densidade de um líquido. Ele pode realizar as operações de configuração habituais através de teclas de campo durante o trabalho.
3, transmissor de pressão estática ou nível de líquidoTrabalhar usando o princípio de medição da pressão líquidostatica. Ele geralmente escolhe o sensor de medição de pressão de silício para converter a pressão medida em sinal elétrico, amplificado pelo circuito de amplificação e compensação do circuito de compensação, zui depois de 4-20mA ou 0-10mA como saída de corrente.
IV. Transmissor de posição capacitivo
Os transmissores de posição capacitivos são adequados para empresas industriais para medir e controlar o processo de produção durante o processo de produção, principalmente como medição e indicação contínua a longa distância do nível de líquido ou nível de sólido em pó em meios condutores e não condutores.
O transmissor de nível de líquido capacitivo é composto por um sensor capacitivo e um circuito de módulo eletrônico, que é baseado em uma saída de corrente constante de 4 a 20 mA de dois fios, após a conversão, pode ser saído com três ou quatro fios, o sinal de saída forma 1 a 5 V, 0 a 5 V, 0 a 10 mA e outros sinais padrão. O sensor capacitivo é composto por um eletrodo isolante e um recipiente metálico cilíndrico com um meio de medição. Quando o nível de carga aumenta, porque a constante dielétrica do material não condutor é significativamente menor do que a constante dielétrica do ar, a capacidade varia com a mudança da altura do material. O circuito modular do transmissor é composto por unidades como fonte de referência, modulação de largura de pulso, conversão, amplificação de corrente constante, feedback e limite de corrente. As vantagens do uso do princípio de modulação de largura de pulso para medição são a baixa frequência, interferência de radiofrequência metaperiférica, boa estabilidade, boa linearidade, sem desvio de temperatura óbvio, etc.
V. Transmissores de ultra-som
O transmissor de ultra-som é dividido em dois tipos de transmissor de ultra-som geral (sem cabeça de superfície) e transmissor de ultra-som integrado, o transmissor de ultra-som integrado é mais comum.
O transformador de ultra-som integrado é composto por uma cabeça de superfície (como um monitor LCD) e uma sonda, este transmissor de saída direta de sinais de 4 a 20 mA é um componente sensível miniaturizado (sonda) e um circuito eletrônico montados juntos, tornando o volume menor, mais leve e mais barato. Os transmissores de ultra-som podem ser usados para níveis de líquidos. Medição de objetos e medição de fluxo de canais abertos, canais abertos e outros, e pode ser usado para medir distâncias.
Transmissor de acidez de eletrodos de antimónio
O transmissor de acidez do eletrodo de antimónio é um conjunto de detecção de pH, limpeza automática e conversão de sinais elétricos em um instrumento de análise on-line industrial, é um sistema de medição de pH composto por eletrodos de antimónio e eletrodos de referência. Em soluções ácidas testadas, como a superfície do eletrodo de antimónio gera uma camada de trióxido de antimónio, a diferença de potencial entre a superfície do antimónio metálico e o trióxido de antimónio é formada. O tamanho dessa diferença de potencial depende da concentração dos três óxidos de antimónio, que corresponde à moderação dos íons de hidrogênio na solução ácida medida. Se a moderação do antimónio, trióxido de antimónio e solução aquática for considerada como 1, o potencial do eletrodo pode ser calculado pela fórmula de Nerster.
O circuito de módulo sólido no transmissor de acidade do eletrodo de antimónio é composto por duas partes principais. Para o máximo desempenho no campo, a parte de alimentação é alimentada por uma corrente alterna de 24V para o medidor secundário. Esta fonte de energia, além de fornecer energia de acionamento para o motor de limpeza, também deve ser convertida em uma tensão de corrente contínua correspondente através da unidade de conversão de corrente para uso no circuito de transmissão. A segunda parte é o circuito de medição do transmissor, que envia o sinal de referência do sensor e o sinal de acidez do pH para o circuito de ajuste de inclinação e de ajuste de posicionamento após amplificação, para que a resistência do sinal seja reduzida e ajustável. O sinal de PH amplificado e o sinal de compensação de temperatura são iterados e depois o circuito de conversão diferencial, zui depois de emitir o sinal de corrente constante de 4 a 20 mA correspondente ao valor de PH para o medidor secundário para concluir a exibição e o controle do valor de PH.
Transmissor de concentração de ácido, álcali e sal
Os transmissores de concentração de ácidos, álcalis e sais determinam a concentração medindo a condutividade elétrica da solução. Detecta continuamente on-line a concentração de ácidos, álcalis e sais em soluções aquáticas durante processos industriais. Este transmissor é usado principalmente em processos de produção industriais como tratamento de água de caldeira, formulação de soluções químicas e proteção ambiental.
O princípio de funcionamento do transmissor de concentração de ácido, álcali e sal é: dentro de uma certa faixa, a concentração da solução de ácido e álcali é proporcional ao tamanho de sua condutividade elétrica. Portanto, basta medir o tamanho da condutividade da solução para saber o alto e o baixo da concentração de ácido-álcali. Quando a solução medida flui para uma piscina dedicada, a polarização do eletrodo e a distribuição do capacitor podem ser equivalentes a uma resistência pura se ignorados. Quando há fluxo de corrente alternada de tensão constante, a corrente de saída é linear com a condutividade, e a condutividade é proporcional à concentração de ácido e álcali na solução. Portanto, basta medir a corrente da solução, é possível calcular a concentração de ácido, álcali e sal. Os transmissores de concentração de ácidos, álcalis e sais são compostos principalmente por piscinas condutoras, módulos eletrônicos, cabeças de exibição e caixas. Os circuitos de módulos eletrônicos são compostos por unidades como fonte de energia de estímulo, piscina condutora, amplificador condutor, rectificador de sensibilidade, modem, compensação de temperatura, proteção contra sobrecarga e conversão de corrente.
8. Transmissores condutores
É um instrumento de processo (transmissor integrado) que mede indiretamente a concentração de íons medindo o valor de condutividade elétrica da solução e detecta contínuamente on-line a condutividade elétrica da solução de água em processos industriais.
Como a solução de eletrólito é um bom condutor elétrico como o condutor metálico, a corrente elétrica deve ter um efeito de resistência quando flui pela solução de eletrólito e está de acordo com a lei de Ohm. Mas as propriedades de temperatura de resistência do líquido, ao contrário dos condutores metálicos, têm propriedades de temperatura negativa. Para distinguir-se dos condutores metálicos, a condutividade da solução de eletrólito é expressa por condutividade elétrica (contagem inversa da resistência) ou condutividade elétrica (contagem inversa da resistência). Quando dois eletrodos isolados entre si formam uma piscina condutora, um circuito de corrente é formado se a solução para medição é colocada no meio e a corrente alterna de tensão constante é transmitida. Se o tamanho da tensão e o tamanho do eletrodo forem fixados, a corrente do circuito e a condutividade elétrica terão uma certa relação funcional. Desta forma, medir a corrente que flui na solução a ser testada, pode medir a condutividade elétrica da solução a ser testada. Os transmissores condutores têm a mesma estrutura e circuito que os transmissores de concentração de ácidos, álcalis e sais.
9. Transmissores inteligentes
Os transmissores inteligentes são estruturados por sensores e microprocessadores (microcomputadores). Ele aproveita ao máximo a capacidade de computação e armazenamento do microprocessador para processar os dados do sensor, incluindo o ajuste do sinal de medição (como filtragem, amplificação, conversão A / D, etc.), exibição de dados, correção automática e compensação automática.
Os microprocessadores são o núcleo dos transmissores inteligentes. Não só pode calcular, armazenar e processar dados de medição, mas também pode ajustar os sensores através de um circuito de feedback para otimizar a coleta de dados. Como o microprocessador tem uma variedade de recursos de software e hardware, ele pode realizar tarefas que os transmissores tradicionais são difíceis de realizar. Portanto, o transmissor inteligente reduz a dificuldade de fabricação do sensor e melhora o desempenho do sensor em grande parte. Além disso, o transmissor inteligente possui as seguintes características:
1, com capacidade de compensação automática, o software pode compensar automaticamente o sensor não linear, a deriva térmica, a deriva temporal, etc.
Pode ser auto-diagnosticado, após a alimentação elétrica, o sensor pode ser auto-verificado para verificar se as partes do sensor são normais e fazer julgamentos.
O processamento de dados é fácil e preciso, e os dados podem ser processados automaticamente de acordo com procedimentos internos, como processamento estatístico, remoção de valores anormais, etc.
4) Função de comunicação bidirecional. Os microprocessadores não só recebem e processam dados do sensor, mas também enviam informações ao sensor para ajustar e controlar o processo de medição.
5, pode armazenar informações e memória, pode armazenar dados característicos do sensor, informações de configuração e propriedades de compensação, etc.
Com a função de saída da interface de quantidade digital, o sinal digital de saída pode ser convenientemente conectado ao computador ou ao ônibus de campo.