傳感器與變送器

關(guān)于傳感器與變送器第1頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三一、船舶常用傳感器1.溫度傳感器●作用:檢測各種溫度信號●分類：熱電阻式、熱電偶式、熱敏電阻式水銀溫度計(jì)裝配式熱電阻隔爆熱電阻鎧裝熱電阻紅外測溫計(jì)第2頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三一、船舶常用傳感器⑴熱電阻式溫度傳感器①原理根據(jù)熱電阻材料的電阻率隨溫度增加而增加②組成電阻體、絕緣體、保護(hù)套管、接線盒③常見有銅熱電阻和鉑熱電阻兩種例如PT100熱電阻，

測量溫度為0℃

電阻值為100Ω

測量溫度為100℃

電阻值為138.51Ω第3頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三熱電阻結(jié)構(gòu)圖一、船舶常用傳感器第4頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三④溫度補(bǔ)償電路---工作電路“三線法”全等臂電橋補(bǔ)償電路三線法補(bǔ)償目的：抵消環(huán)境溫度變化引起的誤差。應(yīng)用：100℃以內(nèi)測量值準(zhǔn)確

測水溫和軸承溫度一、船舶常用傳感器一百攝氏度以內(nèi)準(zhǔn)確第5頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三全等臂電橋，電橋平衡時，Uab=0,R1*R0=Rt*R2

本電路R1=R2=R0=100Ω

當(dāng)環(huán)境溫度為100℃時，Rt=100Ω，電橋平衡

其中R0為調(diào)零電阻。

設(shè)定電線有環(huán)境溫差電阻ΔR，則(Rt+ΔR)R2===(R0+ΔR)R1

所以ΔR對電路無影響。若有Rt零漂，調(diào)節(jié)R0使電橋平衡一、船舶常用傳感器第6頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三當(dāng)環(huán)境溫度≠100℃時，

電橋不平衡，則

100℃以內(nèi)，ΔR很小可以忽略，Uab正比于UX熱電阻測一百攝氏度以內(nèi)準(zhǔn)確。一、船舶常用傳感器第7頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑵熱電偶式溫度傳感器①原理兩種金屬導(dǎo)體一端焊接在一起，由于熱電效應(yīng)，在熱電偶回路產(chǎn)生電動勢e焊接端為熱端，另一端為冷端②組成

熱電極、絕緣套管、接線盒一、船舶常用傳感器熱電偶原理圖TT0AB熱端冷端第8頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三一、船舶常用傳感器熱電偶的結(jié)構(gòu)第9頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三③工作電路—熱電偶冷端補(bǔ)償電路一、船舶常用傳感器第10頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三④應(yīng)用

高溫場合主機(jī)、副機(jī)排煙溫度

鍋爐排煙溫度鉑銠10----鉑0----1600℃鉑銠30----鉑銠60----1800℃鎳鉻----鎳硅0----1300℃一、船舶常用傳感器第11頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑶熱敏電阻傳感器熱敏電阻是利用某種半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)制成的廣泛應(yīng)用于空調(diào)、冰箱、電子體溫計(jì)等一、船舶常用傳感器熱敏電阻第12頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三一、船舶常用傳感器第13頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三2.壓力傳感器⑴滑動電阻式壓力傳感器原理彈簧管和位移機(jī)構(gòu)使劃片移動，改變阻值一、船舶常用傳感器第14頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑵金屬應(yīng)變片式壓力傳感器原理應(yīng)變片粘帖在測壓處，壓力變化，應(yīng)變片發(fā)生形變，電阻值改變。一、船舶常用傳感器在壓力為0時調(diào)節(jié)R4使電橋平衡當(dāng)R1有形變阻值改變U有輸出第15頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑶磁電感應(yīng)式壓力傳感器原理電磁感應(yīng)，鐵芯變化引起磁通量變化一、船舶常用傳感器第16頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三3.液位傳感器①變浮力傳感器電磁感應(yīng)，鐵芯變化一、船舶常用傳感器第17頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三②吹起式液位傳感器液位高位，4氣室作用力平衡，氣泡少量冒出液位變化，4氣室氣泡冒出，3壓力變化5差壓變送器檢測壓力（類似噴嘴擋板機(jī)構(gòu)）

一、船舶常用傳感器1過濾減壓閥2節(jié)流閥3導(dǎo)管4平衡氣室5差壓變送器第18頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三4.流量傳感器①容積式流量傳感器流體自下向上流過，由于磨擦力，有壓力損失，使進(jìn)口流體壓力p1大于出口流體壓力p2，檢測齒輪在壓力差的作用下，產(chǎn)生作用力矩而轉(zhuǎn)動，通過的流量越大，齒輪轉(zhuǎn)速越快。齒輪轉(zhuǎn)動經(jīng)軸2上端的永久磁鐵3來驅(qū)動干簧繼電器4，使其觸點(diǎn)閉合與斷開，輸出反映流量大小的電脈沖信號。一、船舶常用傳感器第19頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三②電磁式流量傳感器電磁感應(yīng)原理，只測量導(dǎo)電液體一、船舶常用傳感器第20頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三③差壓式流量傳感器膜片受壓導(dǎo)致差動變壓器鐵芯位移一、船舶常用傳感器第21頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三5.轉(zhuǎn)速傳感器⑴測速發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī)利用導(dǎo)體切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢與轉(zhuǎn)速成比例的原理,把轉(zhuǎn)速變換成相應(yīng)的感應(yīng)電勢。測速發(fā)電機(jī)有直流和交流兩種形式直流發(fā)電機(jī)存在電刷等部件易引起故障新型船舶多采用交流測速發(fā)電機(jī)其電壓信號是交變的，需要對它進(jìn)行相敏整流、濾波后變成直流電壓信號一、船舶常用傳感器第22頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三測得的轉(zhuǎn)速信號送至轉(zhuǎn)速表來指示主機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向但作為控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速反饋和轉(zhuǎn)速邏輯鑒別信號不能使用負(fù)電壓的轉(zhuǎn)速信號，必須經(jīng)過整流把倒車負(fù)極性電壓信號轉(zhuǎn)換成正極性電壓信號

轉(zhuǎn)換前轉(zhuǎn)換后一、船舶常用傳感器第23頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑵磁脈沖轉(zhuǎn)速傳感器原理：電磁感應(yīng)，脈沖信號特點(diǎn)：非接觸式，壽命長，精度高脈沖頻率：Z為齒數(shù)n為轉(zhuǎn)數(shù)60為每分鐘（秒）一、船舶常用傳感器1永久磁鐵2軟磁芯3線圈4非導(dǎo)磁性外殼第24頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三為了檢測主機(jī)的轉(zhuǎn)向，需安裝兩個磁頭，且它們之間錯位1/4齒距，使兩個磁頭所產(chǎn)生的脈沖信號在相應(yīng)位上相差1/4周期。這兩個磁頭輸出的脈沖信號經(jīng)整形放大后分別送至D觸發(fā)器的D端和CP端，由其輸出端Q是1或0來判斷主機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)正車時，D端的正脈沖總比CP端超前1/4周期倒車時，CP端的正脈沖總比D端超前1/4周期期一、船舶常用傳感器第25頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三1.構(gòu)成原理⑴組成：測量部分、放大器、反饋部分⑵原理：測量被控量，并把被控量的變化量

按比例的轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號：19.6Kpa--98.1Kpa0.2kg/cm2--1.0kg/cm20.02MPa--0.1Mpa標(biāo)準(zhǔn)電流信號0----10mA4—--20mA二、變送器第26頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑶輸入輸出特性K放大系數(shù)F反饋系數(shù)D測量部分系數(shù)當(dāng)KF》1時，上式變?yōu)?/p>

變送器線性關(guān)系變送器輸入輸出符合線性關(guān)系其ymax—ymin范圍必須符合標(biāo)準(zhǔn)信號二、變送器第27頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑷.調(diào)整①零點(diǎn)調(diào)整調(diào)②量程調(diào)整調(diào)F與D③零點(diǎn)遷移調(diào)Z0

起始點(diǎn)XMIN不為零

量程調(diào)整

零點(diǎn)調(diào)整與遷移二、變送器第28頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三2.氣動壓差變送器1-氣動功率放大器 2-11-鎖緊螺母3-調(diào)零螺釘 4-頂桿 5-頂針架6-噴嘴 7擋板 8-調(diào)零、遷移彈簧9-主杠桿 10-反饋波紋管12-靜壓誤差調(diào)整螺母13-彈性支點(diǎn) 14-支架15-正壓室 16-測量膜盒17-負(fù)壓室 18-鎖緊螺母19-底板

單杠桿氣動壓差變送器二、變送器第29頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑴單杠桿氣動差壓變送器①測量部分把被控量（測量值）變化轉(zhuǎn)換為軸向推力二、變送器1-基體;2-基座;3-金屬片;4-硬芯;5-單向過載保護(hù)圈;6、9-主杠桿;7-密封圈;8-彈性支點(diǎn);10-彈簧片;11-硅油第30頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三②氣動轉(zhuǎn)換部分

把測量部分輸出的軸向推力轉(zhuǎn)換成

標(biāo)準(zhǔn)的氣壓信號----作為差壓變送器的輸出

二、變送器第31頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三二、變送器p2

p1V氣源l1l3l2F反

杠桿移動噴嘴噴出氣體變化P出發(fā)生變化p出

調(diào)量程--調(diào)波紋管位置調(diào)零----調(diào)噴嘴與擋板開度第32頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑵雙杠桿差壓變送器二、變送器1-負(fù)壓室;2-膜盒;3-正壓室;4-彈簧片5-副杠桿;6-彈性支點(diǎn);7-主杠桿8量程支點(diǎn);9支架;10-連接桿;11-噴嘴;12-擋板;13-放大器;14-反饋波紋管;15-彈簧第33頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑵雙杠桿差壓變送器二、變送器調(diào)量程--調(diào)8支點(diǎn)位置調(diào)零--調(diào)噴嘴開度第34頁，講稿共39頁，2023年5月2日，星期三⑶量程及零點(diǎn)調(diào)整有一氣動壓差變送器，輸出為0.02-0.1MPa,要測量10-20KPa壓差,應(yīng)如何調(diào)整？①調(diào)零

低壓通輸入10KPa,高壓輸入20KPa，

調(diào)整調(diào)零螺絲，使變送器輸出為0.02MPa②調(diào)量程低壓輸入10KPa,高壓輸入30KPa調(diào)整調(diào)量程螺絲，使變送器輸出為0.1MPa③重復(fù)上述過程直至符合要求二、變送器第35頁，講稿