【基本知识】传感器与变送器的组成

      在科学实验和工业生产过程中，为了对各种变量进行检测或控制，首先要把这些变量转换成容易比较且便于传送的信息，这就要用到敏感元件、传感器、变送器和转换器。

传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称，通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为变送器。

   【基本知识】传感器与变送器的组成

 1、敏感元件
    顾名思义，敏感元件是能够灵敏地感受被测变量并作出响应的元件。例如铂电阻能感受温度的升降而改变其阻值，阻值的变化就是对温度升降的响应，所以铂电阻就是一种温度敏感元件.又如弹性膜盒能感受压力的高低而引起形变，形变程度就是对压力高低的响应，因此，弹性膜盒是一种压力敏感元件。

    为了获得被测变量的精确数值，不仅要求敏感元件对所测变量的响应足够灵敏，还希望它不受或少受环境因素的影响。也就是说，敏感元件的输出响应最好单值地取决于输入被测变量.例如铂电阻的阻值除受温度影响外，也受应力的影响，这就要求用适当的工艺消除应力.弹性膜盒的形变除取决于压力外，也和环境温度有关，必要时应采取温度补偿措施。
    敏感元件的输出响应与输入变量之间如果是线性的正比或反比关系，当然最便于应用.即使是非线性关系，只要这种关系不随时间而变化，也可以满足使用的基本要求。

2、传感器 

    从字面上不难看出，传感器不但应该对被测变量敏感，而且具有把它对被测变ht的响一应传送出去的功能。也就是说，传感器不只是一般的敏感元件，它的输出响应还必须是易，于传送的物理量，例如上述弹性膜盒的输出响应是形变，是微小的几何量(位移)，不便于，向远方传送。如果把膜盒中心的位移转变为电容极板的间隙变化.就成为输出响应是电容量的压力传感器.倘若再通过适当的电路使电容量的大小变为振荡频率的高低，就演变成输出响应是频率值的压力传感器。电容量和频率值都可以用导线传送到别处测量，尤其是频率更适合远距传送。
    某些敏感元件的输出响应本来就能够传送到别处恻量，例如铂电阻的阻值、应变电阻的阻值、热电偶的电动势等，把这类敏感元件称做传感器也未尝不可。
    由于电信号最便于远传，所以绝大多数传感器的输出是电量的形式，如电压、电流、电阻、电感、电容、频率等。也有利用压缩空气的压力大小传送信息的，这种方法在伉电磁干扰和防爆安全方面比电传送要优越，但气源和管路上的投资较大.而且传送速度较低.近来利用光导纤维传送信.息的传感器正在发展，其抗干扰、防爆、快速性都有突出优点。总之，传感器的输出物理量不拘一格，其数值范围也没有限制.只要便于传送，而且其它仅仅易于接收所传送的信息，都可以满足科研或生产的应用.

 3、变送器
    变送器是从传感器发展而夹的，凡能输出标准信号的传感器就称为变送器.标准信号是物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。例如直流电流4-2OmA,空气压力20^-100kPa都是当前通用的标准信号.我国还有不少变送器以直流电流0^-10mA为输出信号，无论被测变量是哪种物理或化学参数，也不论测量范围如何，经过变送器之后的信息都必须包含在标准信号之中.
    有了统一的信号形式和数值范围，就便于把各种变送器和其它仪表组成检测系统或调节系统。无论什么仪表或装置，只要有同徉标准的输入电路或接口，就可以从各种变送器获得波测变量的信.息。这样，兼容性和互换性大为提高，仪表的配套也极为方便。

4.转换器
    输出为非标准信号的传感器，必须和特定的仪表或装置配套，才能实现检侧或调节功能。为了加强通用性和灵活性，其些传感器的输出可以靠转换器把非标准信号转换成标准信号.使之与带有标准信号的输入电路或接口的仪表配套.例如频率转换器就能把交流频率或脉冲频率转换成直流电流4^-20mA或。-10mA
    不同的标准信号也可以借助于转换器互相转换.例如利用气/电转换器，能把20-1 OOkPa的空气压力转换成。~10mA的直流电流。反之，电/气转换器则可反方向转换.直流电流标准信号中的4-2OmA与。~l OmA也可以利用转换器相互转换。

作者：金湖联仪自控@彩屏无纸记录仪2011-07-31

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