變送器(transmitter)是把傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R別的信號(或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號同時放大以便供遠(yuǎn)方測量和控制的信號源)的轉(zhuǎn)換器。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動控制的監(jiān)測信號源。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、電壓變送器等等。
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。
所謂“變”,是指將各種從傳感器來的物理量,轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N電信號。比如:利用熱電偶,將溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?;利用電流互感器,將大電流轉(zhuǎn)換為小電流。由于電信號最容易處理,所以,現(xiàn)代變送器,均將各種物理信號,轉(zhuǎn)變成電信號。因此,我們說的變送器,通常都變成了“電”。
所謂“送”,是指將各種已變成的電信號,為了便于其他儀表或控制裝置接收和傳送,又一次通過電子線路,將傳感器來的電信號,統(tǒng)一化(比如4-20MA)。方法是通過多個運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)。這種“變”+“送”,就組成了現(xiàn)代最常用的變送器。
比如:SST3-AD 就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的重量信號,轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的4-20MA的重量變送器。
數(shù)字萬用表是目前最常用的一種數(shù)字儀表。其主要特點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、分辨率強(qiáng)、測試功能完善、測量速度快、顯示直觀、過濾能力強(qiáng)、耗電省,便于攜帶。進(jìn)入 90 年代以來,數(shù)字萬用表在我國獲得迅速普及與廣泛使用,已成為現(xiàn)代電子測量與維修工作的必備儀表,并正在逐步取代傳統(tǒng)的模擬式(即指針式)萬用表。
數(shù)字萬用表亦稱為數(shù)字多用表(DMM),其種類繁多,型號各異。每個電子工作者都希望有一塊較理想的數(shù)字萬用表。選擇數(shù)字萬用表的原則很多,有時甚至?xí)蛉硕?。但對于手持式(袖珍式)?shù)字萬用表而言,大致應(yīng)具備以下特點(diǎn):顯示清晰,準(zhǔn)確度高,分辨力強(qiáng),測試范圍寬,測試功能齊全,抗干擾能力強(qiáng),保護(hù)電路比較完善,外形美觀、大方、操作簡便、靈活、可靠性好,功耗較低,便于攜帶、價格適中等等。
數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)通常為3 1/2位~8 1/2位。判定數(shù)字儀表的顯示位數(shù)有兩條原則:其一是,能顯示從0-9中所有數(shù)字的位數(shù)是整位數(shù);其二是,分?jǐn)?shù)位的數(shù)值是以最大顯示值中最高位數(shù)字為分子,用滿量程時計數(shù)值為2000 ,這表明該儀表有3個整數(shù)位,而分?jǐn)?shù)位的分子是1,分母是2,故稱之為3 1/2位,讀作“三位半”,其最高位只能顯示 0 或1(0 通常不顯示)。3 2/3位(讀作“三又三分之二位”)數(shù)字萬用表的最高位只能顯示0~2的數(shù)字,故最大顯示值為±2999。
在同樣情況下,它要比3 1/2位的數(shù)字萬用表的量限高50%,尤其在測量380V 的交流電壓是很有價值。普及型數(shù)字萬用表一般屬于3 1/2位顯示的手持式萬用表,4 1/2,5 1/2位(6位以下)數(shù)字萬用表分為手持式、臺式兩種。6 1/2位以上大多屬于臺式數(shù)字萬用表。數(shù)字萬用表采用先進(jìn)的數(shù)顯技術(shù),顯示清晰直觀、讀書準(zhǔn)確。它既能保證了讀數(shù)的客觀性,又符合人們的讀數(shù)習(xí)慣,能夠縮短讀數(shù)或記錄時間。這些優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的模擬式(即指針式)萬用表所不具備的。
數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合。它表示測量值與真值的一致程度,也反映測量誤差的大小。一般講準(zhǔn)確度愈高,測量誤差就愈小,反之亦然。數(shù)字萬用表的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)優(yōu)于模擬指針萬用表。萬用表的準(zhǔn)確度是一個很重要的指標(biāo),它反映萬用表的質(zhì)量和工藝能力,準(zhǔn)確度差的萬用表很難表達(dá)出真實(shí)的值,容易引起測量上的誤判。
數(shù)字萬用表在最低電壓量程上末位1個字所對應(yīng)的電壓值,稱作分辨力,它反映出儀表靈敏度的高低。數(shù)字?jǐn)?shù)字儀表的分辨力隨顯示位數(shù)的增加而提高。不同位數(shù)的數(shù)字萬用表所能達(dá)到的最高分辨力指標(biāo)不同。數(shù)字萬用表的分辨力指標(biāo)亦可用分辨率來顯示。分辨率是指儀表能顯示的最小數(shù)字(零除外)與最大數(shù)字的百分比。
需要指出,分辨率與準(zhǔn)確度屬于兩個不同的概念。前者表征儀表的“靈敏性”,即對微小電壓的“識別”能力;后者反映測量的“準(zhǔn)確性”,即測量結(jié)果與真值的一致程度。二者無必然的聯(lián)系,因此不能混為一談,更不得將分辨力(或分辨率)誤以為是類似于準(zhǔn)確度則取決于儀表內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換器、功能轉(zhuǎn)換器得綜合誤差以及量化誤差。從測量角度看,分辨力是“虛”指標(biāo)(與測量誤差無關(guān)),準(zhǔn)確度才是“實(shí)”指標(biāo)(它決定測量誤差得大?。R虼?,任意增加顯示位數(shù)來提高儀表分辨力得方案是不可取得。
在多功能數(shù)字萬用表中,不同功能均有其對應(yīng)得可以測量得最大值和最小值。
數(shù)字萬用表每秒鐘對被測電量的測量次數(shù)叫測量速率,其單位是“次/s”。它主要取決于 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。有的手持式數(shù)字萬用表用測量周期來表示測量的快慢。完成一次測量過程所需要的時間叫測量周期。測量速率與準(zhǔn)確度指標(biāo)存在著矛盾,通常是準(zhǔn)確度愈高,測量速率愈低,二者難以兼顧。解決這一矛盾可在同一塊萬用表設(shè)置不同的顯示位數(shù)或設(shè)置測量速度轉(zhuǎn)換開關(guān):增設(shè)快速測量檔,該檔用于測量速率較快的 A/D 轉(zhuǎn)換器;通過降低顯示位數(shù)來大幅度提高測量速率,此法應(yīng)用的比較普通,可滿足不同用戶對測量速率的需要。
測量電壓時,儀表應(yīng)具有很高的輸入阻抗,這樣在測量過程中從被測電路中吸取的電流極少,不會影響被測電路或信號源的工作狀態(tài),能夠減少測量誤差。測量電流時,儀表應(yīng)該具有很低的輸入阻抗,這樣接入被測電路后,可盡量減小儀表對被測電路的影響,但是在使用萬用表電流檔時,由于輸入阻抗較小,所以較容易燒壞儀表,請用戶在使用時注意。
數(shù)字萬用表按照量程轉(zhuǎn)換方式來分類,可劃分成三種類型:手動量程(MAN RANGZ),自動量程(AUTO RANGZ),自動/手動量程(AUTO/MAN RANGZ )。根據(jù)功能、用途及價格的不同,數(shù)字萬用表大致可分為9大類:低檔數(shù)字萬用表(亦稱普及型數(shù)字萬用)、中檔數(shù)字萬用表、中/高檔數(shù)字萬用表、數(shù)字/模擬混合式儀表,數(shù)字/模擬圖雙顯示的儀表、萬用示波表(將數(shù)字萬用表、數(shù)字存儲示波器等動能集于一身)。
數(shù)字萬用表不僅可以測量直流電壓(DCV)、交流電壓(ACV),直流電流(DCA)、交流電流(ACA)、電阻(Ω)、二極管正向壓降(VF)、晶體管發(fā)射極電流放大系數(shù)(hrg)、還能測電容量(C)、電導(dǎo)(ns)、溫度(T)、頻率(f),并增加了用以檢查線路通斷的蜂鳴器檔(BZ)、低功率法測電阻檔(L0Ω)。有的儀表還具有電感檔、信號檔、AC/DC自動轉(zhuǎn)換功能,電容檔自動轉(zhuǎn)換量程功能。
數(shù)字萬用表的抗干擾能力
簡單的數(shù)字萬用表普遍采用積分式A/D轉(zhuǎn)換原理,只要選擇正向積分時間恰好等于串楨干擾信號周期的整倍數(shù),就能有效地抑制串楨干擾。這是因?yàn)榇畼E干擾信號在正向積分階段被平均掉的緣故。中、低檔數(shù)字萬用表的共楨抑制比(CMRR)可達(dá)86~120dB。
普通萬用表與數(shù)字萬用表的優(yōu)缺點(diǎn)對比:指針式與數(shù)字式萬用表各有優(yōu)缺點(diǎn)。
1.安裝時應(yīng)使變送器的壓力敏感件軸向垂直于重力方向,如果安裝條件限制,則應(yīng)安裝固定后調(diào)整變送器零位到標(biāo)準(zhǔn)值。
2.殘存的壓力釋放不出,因此傳感器零位又下不來。排除此原因的最佳方法是將傳感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更換密封圈再試。
3.加壓變送器輸出不變化,再加壓變送器輸出突然變化,泄壓變送器零位回不去。 產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因極有可能是壓力傳感器密封圈引起的
4.是否符合供電要求;電源與變送器及負(fù)載設(shè)備之間有無接線錯誤。如果變送器接線端子上無電壓或極性接反均可造成變送器無電壓信號輸出。
5.壓力傳感器及變送器的外殼一般需接地,信號電纜線不得與動力電纜混合鋪設(shè),傳感器及變送器周圍應(yīng)避免有強(qiáng)電磁干擾。傳感器及變送器在使用中應(yīng)按行業(yè)規(guī)定進(jìn)行周期檢定。
6.用戶在選擇壓力傳感器及變送器時,應(yīng)充分了解壓力測量系統(tǒng)的工況,根據(jù)需要合理選擇,使系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài),并可降低工程造價。
7.通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。