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通常老說(shuō),變送器=傳感器+信號(hào)調(diào)制電路。
不過(guò)現(xiàn)在基本都通用啦,二千變送器用的越來(lái)越少了,所以一般都是說(shuō)要傳感器,帶放大信號(hào)的,也就是原來(lái)說(shuō)的變送器。對(duì)還是錯(cuò)??????
說(shuō)到傳感器和變送器,可能很多人并不是很清楚,分的不是很清楚,總是很容易就會(huì)將二者弄混。但是在實(shí)際的使用中不可這樣,否則會(huì)造成很大的笑話。為此,小編就傳感器和變送器的區(qū)別,按照不同的技術(shù)特點(diǎn)給大家詳細(xì)講解一下二者的聯(lián)系與區(qū)別。
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?傳感器和變送器概念
傳感器 SENSOR:
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。它是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將檢測(cè)感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的輸出,滿足信息的傳輸、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。?
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傳感器的工作原理:
基本原理是光學(xué)三角法:半導(dǎo)體激光器被鏡片聚焦到被測(cè)物體,反射光被鏡片收集,投射到CMOS陣列上,信號(hào)處理器通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算陣列上的光點(diǎn)位置得到距物體的距離。?
根據(jù)傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類:
1、傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng),諸如壓電效應(yīng),磁致伸縮現(xiàn)象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
2、化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器,被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
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變送器(transmitter):?
變送器(transmitter)是把傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R(shí)別的信號(hào)(或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源)的轉(zhuǎn)換器。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。變送器的種類很多,用在工控儀表上面的變送器主要有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、電流變送器、電壓變送器等。
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變送器的工作原理:?
變送器是中文名字,英文是:TRANSMITTER,顧名思義,變送器含有“變”和“送”之意。
1、所謂“變”,是指將各種從傳感器來(lái)的物理量,轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N電信號(hào)。比如:利用熱電偶,將溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?shì);利用電流互感器,將大電流轉(zhuǎn)換為小電流。由于電信號(hào)最容易處理,所以,現(xiàn)代變送器,均將各種物理信號(hào),轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。因此,說(shuō)的變送器,通常都變成了“電”。
2、所謂“送”,是指將各種已變成的電信號(hào),為了便于其他儀表或控制裝置接收和傳送,又一次通過(guò)電子線路,將傳感器來(lái)的電信號(hào),統(tǒng)一化(比如4-20MA)。方法是通過(guò)多個(gè)運(yùn)算放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種“變”+“送”,就組成了現(xiàn)代最常用的變送器。
3、如:SST3-AD 是一種將電流互感器的輸出電流,轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的4-20MA的電流變送器;再比如:SST4-LD,可以將重量傳感器來(lái)的重量信號(hào),轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的4-20MA的重量變送器。
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?傳感器和變送器聯(lián)系
傳感器和變送器都同屬于熱工儀表的范疇,一般來(lái)說(shuō)傳感器是感應(yīng)被測(cè)量物體的實(shí)際信號(hào),如被測(cè)量對(duì)象的溫度、氣體特性等特征或壓力、液位等物理量,再將所收集的信號(hào)傳送給變送器,由變送器進(jìn)行下一步處理。
傳感器所傳送的微弱電信號(hào)或非電量信號(hào),在被變送器接收會(huì)按照要求進(jìn)行處理或放大,以作為遠(yuǎn)方的測(cè)量和控制信號(hào)源。變送器有時(shí)還會(huì)直接將電信號(hào)傳達(dá)給啟動(dòng)控制元件,形成自動(dòng)化控制系統(tǒng)。變送器在需要時(shí)可以將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量來(lái)傳輸和使用。
變送器是從傳感器發(fā)展而來(lái)的,凡能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器就稱為變送器。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是物理量的形式和數(shù)值范圍都符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)。無(wú)論被測(cè)變量是哪種物理或化學(xué)參數(shù),也不論測(cè)量范圍如何,經(jīng)過(guò)變送器之后的信息都必須包含在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之中。有了統(tǒng)一的信號(hào)形式和數(shù)值范圍,就便于把各種變送器和其它儀表組成檢測(cè)系統(tǒng)或調(diào)節(jié)系統(tǒng)。無(wú)論什么儀表或裝置,只要有同樣標(biāo)準(zhǔn)的輸入電路或接口,就可以從各種變送器獲得被測(cè)變量的信息。這樣,兼容性和互換性大為提高,儀表的配套也極為方便。
傳感器和變送器在使用中經(jīng)常被組成一個(gè)單位,由傳感器獲得信號(hào)、變送器傳輸信號(hào),形成自動(dòng)控制的檢測(cè)信號(hào)源。傳感器和變送器的種類很多,各個(gè)類型的傳感器和變送器適應(yīng)不同的工作環(huán)境,在實(shí)際使用中可以自行組合。
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?傳感器和變送器區(qū)別
1、概念不同:
傳感器是能夠受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置的總稱,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí),則稱為變送器。
變送器的概念是將非標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)的儀器,傳感器則是將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,過(guò)去常講物理信號(hào),現(xiàn)在其他信號(hào)也有了。一次儀表指現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表或基地控制表,二次儀表指利用一次表信號(hào)完成其他功能:諸如控制,顯示等功能的儀表。
傳感器和變送器本是熱工儀表的概念。傳感器是把非電物理量如溫度、壓力、液位、物料、氣體特性等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或把物理量如壓力、液位等直接送到變送器。變送器則是把傳感器采集到的微弱的電信號(hào)放大以便轉(zhuǎn)送或啟動(dòng)控制元件。或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源。根據(jù)需要還可將模擬量變換為數(shù)字量。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。還有一種變送器不是將物理量變換成電信號(hào),如一種鍋爐水位計(jì)的“差壓變送器”,他是將液位傳感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通過(guò)儀表管送到變送器的波紋管兩側(cè),以波紋管兩側(cè)的差壓帶動(dòng)機(jī)械放大裝置用指針指示水位的一種遠(yuǎn)方儀表。當(dāng)然還有把電氣模擬量變換成數(shù)字量的也可以叫變送器。以上只是從概念上說(shuō)明傳感器和變送器的區(qū)別。
2、國(guó)標(biāo)定義不同
GB7665-2005傳感器專用術(shù)語(yǔ)
傳感器 seosor/transducer:能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。并明確傳感器包括物理量傳感器(physical transtucer/seosor)、化學(xué)量傳感器(chemical transtucer/seosor)、生物量傳感器(biological transducer/sersor),而并非像某些標(biāo)準(zhǔn)定義中將被測(cè)量限制為物理量。
GB/T 2900.1-2008 電工術(shù)語(yǔ) 基本術(shù)語(yǔ)
[信號(hào)]傳感器 (signal)transducer:將一種表示信息的物理量轉(zhuǎn)換成另一種表示同樣信息的物理量的器件,兩個(gè)物理量中有一個(gè)是電量。
轉(zhuǎn)換器 converter:將一種表示信息的電量轉(zhuǎn)變成另一種表示同樣信息的電量的器件。
[電]傳感器 (electric)sensor
[電]傳感器:被某一物理現(xiàn)象激發(fā)后產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)來(lái)表征此物理現(xiàn)象的器件。
GB/T 2900.90-2012 電工術(shù)語(yǔ) 電工電子測(cè)量和儀器儀表 第4部分:各類儀表的特殊術(shù)語(yǔ)
變送器的測(cè)量元件 measureing element of a transducer:將被測(cè)量或某一部分轉(zhuǎn)換為相應(yīng)信號(hào)的變送器的單元或模塊
GB/T 17614.1-1998 工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)用變送器 第1部分:性能評(píng)定方法
變送器 transmiter:響應(yīng)被測(cè)變量以產(chǎn)生一個(gè)與被測(cè)變量值有規(guī)定連續(xù)關(guān)系供傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的裝置
GB/T13850-1998 交流電量轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量或數(shù)字信號(hào)的電測(cè)量變送器
電測(cè)量變送器electrical measuring transducer:為測(cè)量目的,將交流被測(cè)量轉(zhuǎn)換為直流電流、直流電壓或數(shù)字信號(hào)的裝置。本標(biāo)準(zhǔn)定義的變送器包括模擬量和數(shù)字量?jī)煞N輸出方式,未像其它標(biāo)準(zhǔn)一樣強(qiáng)調(diào)輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。在模擬量輸出變送器中明確了輸出的可選標(biāo)準(zhǔn)值,而在數(shù)字量輸出變送器中僅要求數(shù)字輸出信號(hào)應(yīng)符合變送器準(zhǔn)確度和響應(yīng)時(shí)間及通訊系統(tǒng)的要求?
DL/T 862-2004 水電廠非電量變送器、傳感器運(yùn)行管理與檢驗(yàn)規(guī)程
本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變送器和傳感器同時(shí)做了定義:
變送器 transmiter:變送器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有一定連續(xù)關(guān)系供傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的裝置。不論其輸入量性質(zhì)和大小如何,都具有如DC 4mA^2OmA. DC OV-10V等標(biāo)準(zhǔn)化輸出量。
傳感器 transducer/sensor:傳感器是指能將被測(cè)的非電物理量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的易于精確處理的電量或電參量輸出的一種測(cè)量裝置。
非電量變送器 transmiter of non-electric elements:非電量變送器是指用來(lái)測(cè)量溫度、壓力、液位、流量、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、位移等非電量的變送器,它與電工測(cè)量變送器結(jié)構(gòu)上所有不同, 自身帶有傳感元件?!?/p>
JJG 882-2004 壓力變送器檢定規(guī)程
壓力變送器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表,而且其輸出信號(hào)與壓力變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系(通常為線性函數(shù))。
JJG石油 31-94 一體化溫度變送器檢定規(guī)程
該規(guī)程對(duì)一體化溫度變送器的定義為:將變送電路直接裝入敏感元件的接線盒內(nèi),通過(guò)外殼和連接管形成一體化結(jié)構(gòu),可直接安裝于現(xiàn)場(chǎng)使用的變送器。變送器采用二線制信號(hào)傳輸方式,即變送器電源線又作為信號(hào)線,輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)的4~20mADC?
3、狹義的組成不同
傳感器包含敏感元件和轉(zhuǎn)換元件,這一點(diǎn)是沒有爭(zhēng)議的。
狹義的變送器觀點(diǎn)認(rèn)為:變送器和傳感器的區(qū)別主要在于變送器不備敏感元件,變送器需要與傳感器連接一起完成測(cè)量功能。變送器的作用是將傳感器輸出信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化。即:變送器是傳感器的輔助電路。
?自動(dòng)控制領(lǐng)域一般支持該觀點(diǎn)。但是,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)基本上都不支持該觀點(diǎn):
a、“DL/T 862-2004 水電廠非電量變送器、傳感器運(yùn)行管理與檢驗(yàn)規(guī)程”中對(duì)非電量變送器的定義為:指用來(lái)測(cè)量溫度、壓力、液位、流量、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、位移等非電量的變送器,它與電工測(cè)量變送器結(jié)構(gòu)上所有不同,自身帶有傳感元件。規(guī)程認(rèn)為,電工測(cè)量變送器不含傳感元件。同時(shí),規(guī)程也認(rèn)為,非電量變送器包含傳感元件。
b、“JJG石油 31-94 一體化溫度變送器”對(duì)一體化溫度變送器的定義為:將變送電路直接裝入敏感元件的接線盒內(nèi),通過(guò)外殼和連接管形成一體化結(jié)構(gòu),可直接安裝于現(xiàn)場(chǎng)使用的變送器。
規(guī)程認(rèn)為一體化溫度變送器是敏感元件與變送電路的組合。這里的變送電路,應(yīng)當(dāng)指狹義的變送器,而一體化溫度變送器指廣義的變送器。
c、“GB/T 2900.90-2012”中雖未對(duì)變送器進(jìn)行直接定義,但是定義了變送器的測(cè)量元件(measureing element of a transducer),至少是支持變送器可以包含測(cè)量元件的觀點(diǎn),這里的測(cè)量元件,應(yīng)當(dāng)指敏感元件。
4、專家解讀不同
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變送器屬于傳感器:變送器輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的觀點(diǎn)得到了普遍的認(rèn)可。
清華大學(xué)出版社王家楨編著《傳感器與變送器》中認(rèn)為:傳感器和變送器都具有檢測(cè)某種變量并把檢測(cè)結(jié)果傳送出去的功能,它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中,是獲取、處理、傳送各種信息的硬件。按照傳統(tǒng)觀念,傳感器歸入檢測(cè)技術(shù),變送器則屬于自動(dòng)化儀表。變送器是從傳感器發(fā)展而來(lái)的,凡能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器就稱為變送器。本著作認(rèn)為變送器和傳感器的區(qū)別主要在于應(yīng)用領(lǐng)域,并且支持變送器是傳感器的一種的觀點(diǎn)。此外,第二節(jié)列舉標(biāo)準(zhǔn)中凡是對(duì)變送器做了定義的均支持變送器輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的觀點(diǎn)。?
傳感器屬于變送器:“DL/T 862-2004 水電廠非電量變送器、傳感器運(yùn)行管理與檢驗(yàn)規(guī)程” 中對(duì)變送器和傳感器的區(qū)別的描述主要在于輸入和輸出:變送器強(qiáng)調(diào)輸出為標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào),而傳感器輸出則是易于精確處理的電量或電參量,顯然,標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)應(yīng)該屬于易于精確處理的電量或電參量。同時(shí),強(qiáng)調(diào)了傳感器的輸入為非電物理量。
按照這個(gè)觀點(diǎn),如果輸出都是標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),則傳感器是變送器的一種。人們習(xí)慣將傳感器與人類的五官類比,從這個(gè)角度講,傳感器最確切的英文單詞應(yīng)該是Sensor。?
從這個(gè)角度講,對(duì)傳感器的輸入做非電量限制是合理的,但是,限制為物理量則不合適。應(yīng)該像“GB7665-2005傳感器專用術(shù)語(yǔ)”定義一樣,傳感器應(yīng)當(dāng)包含物理量、化學(xué)量和生物量傳感器。
5、輸出信號(hào)不同
幾種觀點(diǎn)都認(rèn)可了變送器和傳感器的區(qū)別之一是變送器輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
然而,什么是標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)?
一體化溫度變送器一般輸出4~20mA信號(hào),4~20mA是被廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),然而,如果為了提高抗干擾能力,將變送器輸出電流放大至十倍,改為40~200mA輸出。改造后的測(cè)量裝置,是否還可以稱為變送器呢?
顯然,按照傳感器包含敏感元件和轉(zhuǎn)換元件的觀點(diǎn),稱為傳感器也是可以的。但如果說(shuō)不能稱為變送器,似乎有點(diǎn)牽強(qiáng)!
個(gè)人認(rèn)為,我們沒有必要糾結(jié)哪些信號(hào)屬于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),而是應(yīng)該更多地考慮輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的意義!
首先,輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有利于統(tǒng)一二次儀表的輸入。
其次,標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)還應(yīng)具有更廣的適用性,比如說(shuō),4~20mA輸出具有較強(qiáng)的電磁兼容性。
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,電子式、數(shù)字式的二次儀表開始逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械式儀表,這類儀表大多采用多量程,具有較寬的測(cè)量范圍,對(duì)輸入信號(hào)即變送器輸出信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化的要求正在逐步弱化。
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總的來(lái)說(shuō):
傳感器和變送器都具有檢測(cè)某種變量并把檢測(cè)結(jié)果傳送出去的功能。
傳感器和變送器都包含敏感元件和轉(zhuǎn)換元件。
傳感器側(cè)重于敏感元件,傾向于輸入與輸出的轉(zhuǎn)變。
變送器側(cè)重于轉(zhuǎn)換元件,傾向于輸出信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化和易用化。
狹義的變送器相當(dāng)于傳感器中的轉(zhuǎn)換元件,輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
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在檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域一般稱為傳感器,而自動(dòng)化儀表領(lǐng)域習(xí)慣稱為變送器。
?傳感器和變送器作用
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傳感器:非電量的物理量→標(biāo)準(zhǔn)電量
?變送器:各種形式的電量→標(biāo)準(zhǔn)電量
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傳感器的作用是把物質(zhì)的特性轉(zhuǎn)化為可以使用簡(jiǎn)單方法測(cè)量的物理量,例如某種傳感器通過(guò)氧分子能被磁場(chǎng)吸引的原理,使得有磁場(chǎng)的管路中通過(guò)的空氣流量和沒有磁場(chǎng)的管路中空氣流量的差異所帶來(lái)的散熱程度不同,進(jìn)而對(duì)比兩個(gè)加溫元件的溫度來(lái)檢測(cè)空氣中含氧量。所以傳感器的輸出量在能量結(jié)構(gòu)、大小、形式、與被測(cè)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系上沒有一定之規(guī)。
變送器的作用一是可以利用傳感器的特性,通過(guò)結(jié)構(gòu)形式的改變擴(kuò)大傳感器的測(cè)量應(yīng)用范圍,并且將信號(hào)整合成規(guī)定的統(tǒng)一信號(hào)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送。二是可以將傳感器的輸出信號(hào)作為輸入,進(jìn)行放大、圓整,形成規(guī)定的統(tǒng)一信號(hào)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送。
在電力系統(tǒng)中,由于通常可以從被測(cè)量中獲得較大的能量,并且通常是電—電轉(zhuǎn)換,所以一些傳感器可以直接獲得變送器所具有的能力。所以兩者的界線不太明顯。
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