【基本知識】傳感器與變送器的組成

      在科學實驗和工業生產過程中，為了對各種變量進行檢測或控制，首先要把這些變量轉換成容易比較且便于傳送的信息，這就要用到敏感元件、傳感器、變送器和轉換器。

傳感器是能夠受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置的總稱，通常由敏感元件和轉換元件組成。當傳感器的輸出為規定的標準信號時，則稱為變送器。

   【基本知識】傳感器與變送器的組成

 1、敏感元件
    顧名思義，敏感元件是能夠靈敏地感受被測變量并作出響應的元件。例如鉑電阻能感受溫度的升降而改變其阻值，阻值的變化就是對溫度升降的響應，所以鉑電阻就是一種溫度敏感元件.又如彈性膜盒能感受壓力的高低而引起形變，形變程度就是對壓力高低的響應，因此，彈性膜盒是一種壓力敏感元件。

    為了獲得被測變量的精確數值，不僅要求敏感元件對所測變量的響應足夠靈敏，還希望它不受或少受環境因素的影響。也就是說，敏感元件的輸出響應最好單值地取決于輸入被測變量.例如鉑電阻的阻值除受溫度影響外，也受應力的影響，這就要求用適當的工藝消除應力.彈性膜盒的形變除取決于壓力外，也和環境溫度有關，必要時應采取溫度補償措施。
    敏感元件的輸出響應與輸入變量之間如果是線性的正比或反比關系，當然最便于應用.即使是非線性關系，只要這種關系不隨時間而變化，也可以滿足使用的基本要求。

2、傳感器 

    從字面上不難看出，傳感器不但應該對被測變量敏感，而且具有把它對被測變ht的響一應傳送出去的功能。也就是說，傳感器不只是一般的敏感元件，它的輸出響應還必須是易，于傳送的物理量，例如上述彈性膜盒的輸出響應是形變，是微小的幾何量(位移)，不便于，向遠方傳送。如果把膜盒中心的位移轉變為電容極板的間隙變化.就成為輸出響應是電容量的壓力傳感器.倘若再通過適當的電路使電容量的大小變為振蕩頻率的高低，就演變成輸出響應是頻率值的壓力傳感器。電容量和頻率值都可以用導線傳送到別處測量，尤其是頻率更適合遠距傳送。
    某些敏感元件的輸出響應本來就能夠傳送到別處惻量，例如鉑電阻的阻值、應變電阻的阻值、熱電偶的電動勢等，把這類敏感元件稱做傳感器也未嘗不可。
    由于電信號最便于遠傳，所以絕大多數傳感器的輸出是電量的形式，如電壓、電流、電阻、電感、電容、頻率等。也有利用壓縮空氣的壓力大小傳送信息的，這種方法在伉電磁干擾和防爆安全方面比電傳送要優越，但氣源和管路上的投資較大.而且傳送速度較低.近來利用光導纖維傳送信.息的傳感器正在發展，其抗干擾、防爆、快速性都有突出優點。總之，傳感器的輸出物理量不拘一格，其數值范圍也沒有限制.只要便于傳送，而且其它僅僅易于接收所傳送的信息，都可以滿足科研或生產的應用.

 3、變送器
    變送器是從傳感器發展而夾的，凡能輸出標準信號的傳感器就稱為變送器.標準信號是物理量的形式和數值范圍都符合國際標準的信號。例如直流電流4-2OmA,空氣壓力20^-100kPa都是當前通用的標準信號.我國還有不少變送器以直流電流0^-10mA為輸出信號，無論被測變量是哪種物理或化學參數，也不論測量范圍如何，經過變送器之后的信息都必須包含在標準信號之中.
    有了統一的信號形式和數值范圍，就便于把各種變送器和其它儀表組成檢測系統或調節系統。無論什么儀表或裝置，只要有同徉標準的輸入電路或接口，就可以從各種變送器獲得波測變量的信.息。這樣，兼容性和互換性大為提高，儀表的配套也極為方便。

4.轉換器
    輸出為非標準信號的傳感器，必須和特定的儀表或裝置配套，才能實現檢側或調節功能。為了加強通用性和靈活性，其些傳感器的輸出可以靠轉換器把非標準信號轉換成標準信號.使之與帶有標準信號的輸入電路或接口的儀表配套.例如頻率轉換器就能把交流頻率或脈沖頻率轉換成直流電流4^-20mA或。-10mA
    不同的標準信號也可以借助于轉換器互相轉換.例如利用氣/電轉換器，能把20-1 OOkPa的空氣壓力轉換成。~10mA的直流電流。反之，電/氣轉換器則可反方向轉換.直流電流標準信號中的4-2OmA與。~l OmA也可以利用轉換器相互轉換。

作者：金湖聯儀自控@彩屏無紙記錄儀2011-07-31

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