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德国KNICK变送器

阅读:223          发布时间:2018/5/31

变送器

 

传感器测量温度、路径、角度、压力或力等物理参数,变送器则从传感器获得信号, 执行电流隔离并将信号转换为标准模拟输出信号:0 ... 20 mA、4 ... 20 mA或0 ...10 V。这些标准信号可以传输到指示器、记录设备和/或PLC等标准控制器,并且可用于控制应用。

2.1 利用电阻温度计和热电偶进行温度测量

温度在许多行业中都是一个重要的控制参数,电阻温度计和热电偶是zui重要的传感器。

电阻温度计

电阻温度计是具有长期稳定性的高精度温度传感器,通过测量温度相关的电阻来测量温度。
电阻温度计主要用于测量中低温度,例如用在空调、加工和食品行业中。
Pt100、Pt1000和Ni100是zui常见的电阻温度计。名称的*部分表示电阻材料,第二部分表示0°C时的电阻(欧姆)。例如,Pt100表示电阻温度计由铂制成,0°C时的电阻为100 Ω。

ThermoTrans 205/206、A 20210、P 32100和PolyTrans P 32000变送器支持连接采用2线、3线或4线配置的常用电阻温度计(见图11)。

电阻温度计的连接

图11:电阻温度计的连接

热电偶

热电偶利用一种以T. J. Seebeck命名的效应:两种异质金属的连接处会产生一个电压,接触点(参考结)温度与测量点温度之差会影响该电压(见图12)。当使用合适的变送器测量热电电压 VT,并且知道参考结的温度时,测量点的温度就可以根据热电偶的特征曲线计算出来。此计算一般在温度变送器中完成。

热电偶和参考结

图12:热电偶和参考结

参考结的温度可以通过测量获知或从外部设置。实践中,测量分内部和外部两种,前者是指 参考结位于温度变送器内部,后者是指参考结和对应的温度传感器(例如Pt100)位于变送器外部。热电效应产生的电压非常小,每K仅数μV。因此,热电偶 主要用于高温领域,例如测量熔炉、熔体和塑料机器的温度,以便获得无干扰的测量信号。

经过测试,发现了许多金属对可用于制作实用的热电偶。随后的标准化工作限定了标准热电 偶的范围并指定了金属对。这些热电偶可用于绝大多数工业温度测量。IEC 584-1和DIN 43710标准定义了国际通信的热电偶特性,包括允许的容差,但后一标准已不再有效,仅适用于旧工厂。

IEC 584-1、EN 60584-1

J型 铁/康铜
(Fe-CuNi)

T型 铜/康铜
(Cu/CuNi)

K型 镍镉/镍
(NiCr-Ni)

E型 镍镉/康铜
(NiCr-CuNi)

N型 镍铬硅/镍硅
(NiCrSi-NiSi)

S型 铂铑/铂
(Pt10Rh-Pt)

R型 铂铑/铂
(Pt13Rh-Pt)

B型 铂铑/铂
(Pt30Rh-Pt6Rh)

DIN 43710(不再有效)
L型 铁/康铜
(Fe-CuNi)

U型 (Cu-CuNi)

W3Re/W25Re(钨-3%铼/钨-25%铼)或W5Re/W26Re(钨-5%铼/钨-26%铼)等高温热电偶尚未包括在上述标准中。ASTM E 988-96规定了其特性。

Knick ThermoTrans 210/211、P 32100和PolyTrans P 32000变送器可处理所有常用热电偶的信号。

2.2 利用应变计测量力的大小

力、重量、扭矩、机械应力和相应的参数可以利用应变计测量。它利用的效应是应变引起的 导体长度的变化会导致其电阻发生成比例的变化。应变计变送器检测该电阻变化以衡量应变、力等,然后转换为标准信号以供显示和进一步处理。在实际工业应用 中,例如测量容器装填重量的负荷传感器(力传感器、力变送器),通常会集成应变计全桥电路。电桥灵敏度规定为电桥输出端信号电平(mV)与电源电压(V) 的相对值,例如2 mV/V。知道灵敏度后,例如从传感器制造商的校准证书获知,就可以在变送器中调整。如果只知道标称灵敏度,可以利用规定的机械负荷进行校准,从而确定实 际灵敏度。相应地,可以利用去皮功能在变送器中调整零点。应变计电桥可以连接成4线配置(见图13)。如果必须降低载流电源线引起的误差,可以使用6线配 置。这种情况下,电桥电源电压通过单独的线路测量,几乎无电流,因而无误差。实践中,配有6条线路的传感器配合4线变送器使用时,每2条激励线路合并为一 条。或者利用外部电源以实现6线连接(见图13)。

应变计的电源

图13:应变计的电源

Knick SensoTrans DMS A 20220、P 32200和PolyTrans P 32000变送器设计用于采用全桥配置的标准应变计。校准传感器的灵敏度和零点可通过设备上的旋转开关调整,或利用Paraly SW 111通信软件调整。设置零点的去皮功能可通过设备上或软件中的按钮激活。同样,按一下按钮便可依照规定的负荷校准传感器灵敏度。

2.3 利用电位计测量路径和角度

电位计传感器具有多种用途,其中之一是检测线性或旋转运动。电位计路径或角度传感器包含导电塑料制成的电阻元件或绕线电阻元件,并带有可移动的滑动触头。电位计变送器确定滑动触头产生的电阻比,使得其位置可以作为标准信号进行检测和输出。

电阻变送器可用于轨道车辆、船上、工业生产过程中以及许多机器和设备工程领域中的设定点规格。电阻传感器可用于检测执行器的实际值,测量距离或厚度,以及执行各种位置测量任务。
Knick SensoTrans R A 20230、P 32300和PolyTrans P 32000变送器可捕捉3线或4线配置中zui高50 kΩ的电位计信号。利用设备上的按钮或Paraly SW 111软件,便可轻松调整运动范围与输出信号范围的映射关系。

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