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2017-8-25 閱讀(765)
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器是將感受的物理量、化學(xué)量等信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量和傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化信號(hào)的裝置，是單元組合儀表的組成部分。德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器也可以說(shuō)是一種輸出為標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)的傳感器。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器組成原理
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器是基于負(fù)反饋原理工作的，它主要由測(cè)量部分、放大器和反饋部分組成。
測(cè)量部分用于檢測(cè)被測(cè)變量x，并將其轉(zhuǎn)換成能被放大器接受的輸入信號(hào)Zi(電壓、電流、位移、作用力或力矩等信號(hào))。反饋部分則把德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的輸出信號(hào)y轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)Zf，再回送至輸入端。Zi與調(diào)零信號(hào)Zo的代數(shù)和同反饋信號(hào)Zf進(jìn)行比較，其差值ε送入放大器進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)y。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器影響因素
電路中影響德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器精度的因素很多，主要的有以下幾種。
(1)非線性元件的影響 常規(guī)的電壓、電流德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器多為交流變換器(小互感器)，次級(jí)工頻交流信號(hào)經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓后獲得zui終的直流信號(hào)。由于整流二極管，它們是非線性器件，因此它的電壓、電流曲線均存在非線性特征。
(2)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器鐵芯的影響常規(guī)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器變換中均采用鐵芯材料作為導(dǎo)磁介質(zhì)。一方面由于鐵磁材料所表現(xiàn)出來(lái)的非線性特征(磁化喵線的起始區(qū)和飽和區(qū))，并非是一種理想的線性傳輸關(guān)系，因此必然會(huì)對(duì)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的精度產(chǎn)生影響。另一方面，由于鐵磁材料的磁滯性，鐵芯對(duì)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的精度也會(huì)產(chǎn)生影響。一般在工頻范圍內(nèi)，常規(guī)的硅鋼片滯后角度在0°～15°內(nèi)變化，而這個(gè)滯后角度的存在相當(dāng)于增加了無(wú)功功率的成分，由于常規(guī)功率德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器是把電壓和電流信號(hào)通過(guò)乘法器運(yùn)算得出功率，所以這個(gè)滯后角度也會(huì)影響到功率德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的精度。
(3)運(yùn)算放大器的影響 常規(guī)電量德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器大多由運(yùn)算放大器組成，溫度對(duì)運(yùn)算放大器的工作影響很大，溫度發(fā)生變化，“零”點(diǎn)漂移，使得工作點(diǎn)不穩(wěn)定，直接影響了德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的精度和可靠性。
(4)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器整定值選取的影響 德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的整定值雖然在選取時(shí)盡可能接近滿值，但實(shí)際使用時(shí)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器往往不能工作在線性區(qū)而造成誤差。
(5)阻抗不匹配造成的誤差影響
(6)系統(tǒng)不平衡的影響 常規(guī)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器計(jì)算功率一般近似認(rèn)為系統(tǒng)是平衡的，但實(shí)際上是不平衡的，系統(tǒng)的這種不平衡往往也對(duì)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的精度產(chǎn)生影響。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器選型注意
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的選型通常根據(jù)安裝條件、環(huán)境條件、儀表性能、經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用介質(zhì)等方面考慮。實(shí)際運(yùn)用中分為直接測(cè)量和間接測(cè)量；其用途有過(guò)程測(cè)量、過(guò)程控制和裝置聯(lián)鎖。常見(jiàn)的德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器有普通壓力德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器、差壓德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器、單法蘭德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器、雙法蘭德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器、插入式法蘭德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器等。
壓力德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器和差壓德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器單從名詞上講測(cè)量的是壓力和兩個(gè)壓力的差，但它們間接測(cè)量的參數(shù)是有很多的。如壓力德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器，除測(cè)量壓力外，它還可以測(cè)量設(shè)備內(nèi)的液位。在常壓容器測(cè)量液位時(shí)，需用一臺(tái)壓變即可。當(dāng)測(cè)量受壓容器液位時(shí)，可用兩臺(tái)壓變，即測(cè)量下限一臺(tái)，測(cè)量上限一臺(tái)，它們的輸出信號(hào)可進(jìn)行減法運(yùn)算，即可測(cè)出液位，一般選用差壓德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器。在容器內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還可以用來(lái)測(cè)量介質(zhì)的密度。壓力德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的測(cè)量范圍可以做的很寬，從絕壓0開(kāi)始可以到100MPa（一般情況）。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器作用功能
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的作用是檢測(cè)工藝參數(shù)并將測(cè)量值以特定的信號(hào)形式傳送出去，以便進(jìn)行顯示、調(diào)節(jié)。
在自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的作用是將各種工藝參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位、成分等物理量變換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再傳送到調(diào)節(jié)器和指示記錄儀中，進(jìn)行調(diào)節(jié)、指示和記錄。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器常見(jiàn)故障
1、安裝時(shí)應(yīng)使德國(guó)西門(mén)子SIEMENS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)整德國(guó)西門(mén)子SIEMENS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(lái)。排除此原因的*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、加壓德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器輸出不變化，再加壓德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器輸出突然變化，泄壓德國(guó)西門(mén)子SIEMENS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；電源與德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器及負(fù)載設(shè)備之間有無(wú)接線錯(cuò)誤。如果德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器接線端子上無(wú)電壓或極性接反均可造成德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器無(wú)電壓信號(hào)輸出。
5、壓力傳感器及德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的外殼一般需接地，信號(hào)電纜線不得與動(dòng)力電纜混合鋪設(shè)，傳感器及德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器周?chē)鷳?yīng)避免有強(qiáng)電磁干擾。傳感器及德國(guó)西門(mén)子SIEMENS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(hù)在選擇壓力傳感器及德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器時(shí)，應(yīng)充分了解壓力測(cè)量系統(tǒng)的工況，根據(jù)需要合理選擇，使系統(tǒng)工作在*狀態(tài)，并可降低工程造價(jià)。
7、通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。
8、壓力德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器要求每周檢查一次，每個(gè)月檢驗(yàn)一次，主要是清除儀器內(nèi)的灰塵，對(duì)電器元件認(rèn)真檢查，對(duì)輸出的電流值要經(jīng)常校對(duì)，壓力德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器內(nèi)部是弱電，一定要同外界強(qiáng)電隔開(kāi)。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器發(fā)展方向
常規(guī)的德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器無(wú)論怎樣提高精度，但仍然克服不了它固有的工作特性，誤差是不可避免的。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為高性能德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的研發(fā)、生產(chǎn)提供廣闊的前景。單片機(jī)交流采樣德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器具有很高的性?xún)r(jià)比，精度較高，工作穩(wěn)定可靠，不用經(jīng)常調(diào)校。
單片機(jī)交流采樣德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器具有以下特點(diǎn)。
(1)采樣周期和采樣時(shí)機(jī)
1)采樣周期的選擇在電網(wǎng)中高次諧波分量不大的情況下，采樣周期可選取8次、12次等低速率方式，這對(duì)單片機(jī)及其設(shè)備的要求較低，數(shù)據(jù)處理也簡(jiǎn)單；如果電網(wǎng)中高次諧波分量較大，這時(shí)就必須提高采樣速率。
2)采樣的時(shí)機(jī)選擇特別是在低速率采樣方式中，如果采樣時(shí)機(jī)恰好在高次諧波的峰谷點(diǎn)，將對(duì)精度有很大的影響。所以，在器件和技術(shù)允許范圍內(nèi)，應(yīng)盡量提高采樣頻率，這樣對(duì)電網(wǎng)中的干擾影響起抑制作用。
(2)鐵芯非線性補(bǔ)償單片機(jī)交流采樣德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器能實(shí)現(xiàn)分段對(duì)鐵芯的非線性補(bǔ)償。根據(jù)精度要求和鐵芯本身的特性，對(duì)每個(gè)鐵芯有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償曲線，并且可以實(shí)現(xiàn)分段補(bǔ)償。
(3)鐵芯磁滯角度的補(bǔ)償 由于單片機(jī)具有存儲(chǔ)功能，鐵芯的磁滯角補(bǔ)償變得很簡(jiǎn)單。在對(duì)鐵芯進(jìn)行磁滯角測(cè)量后，把每個(gè)鐵芯的磁滯角度存入單片機(jī)，通過(guò)程序作相移處理。這種補(bǔ)償*可理想化。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器分類(lèi)
1、德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器按輸出信號(hào)類(lèi)型可分為電流輸出型和電壓輸出型兩種。
(1)電壓輸出德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器具有恒壓源的性質(zhì)，PLC模擬量輸入模塊的電壓輸入端的阻抗很高，如果傳輸距離較遠(yuǎn)，微小的干擾信號(hào)電流在模塊的輸入阻抗上將產(chǎn)生較高的干擾電壓，所以遠(yuǎn)程傳送的模擬電壓信號(hào)的抗干擾能力較差。但適合于將同一信號(hào)送到并聯(lián)的多個(gè)儀表上，且安裝簡(jiǎn)單，拆裝其中某個(gè)儀表不會(huì)影響其他儀表的工作，對(duì)輸出級(jí)的耐壓要求降低，從而提高了儀表的可靠性。電壓信號(hào)的范圍為1～5 V、0～10 v、一10～10 V，首先為1～5 V、0～10 V。
(2)電流輸出型德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器具有恒流源的性質(zhì)，恒流源的內(nèi)阻很大。PLC模擬量輸入模塊的輸入為電流時(shí)，輸入阻抗較低，線路上的干擾信號(hào)在模塊上產(chǎn)生的干擾電壓很低，所以模擬量電流信號(hào)適用于遠(yuǎn)程傳輸，在使用屏蔽電纜信號(hào)線時(shí)可達(dá)數(shù)百米。電流信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)為0～10 mA、0～20 mA、4～20 mA，為4～20 mA，0 mA通常被用作電路故障或電源故障指示信號(hào)。
電流信號(hào)傳輸與電壓信號(hào)傳輸各有特點(diǎn)。電流信號(hào)適合于遠(yuǎn)距離傳輸，電壓信號(hào)使儀表可采用“并聯(lián)制”連接。因此在控制表系統(tǒng)中，進(jìn)出控制室的傳輸信號(hào)采用電流信號(hào)，控制室內(nèi)部各儀表間的聯(lián)絡(luò)采用電壓信號(hào)，即連線的方式是電流傳輸、并聯(lián)接收電壓信號(hào)的方式。
德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器分為二線制和四線制兩種。四線制德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器有兩根電源線和兩根信號(hào)線，對(duì)電流信號(hào)的零點(diǎn)幾元件的功耗無(wú)嚴(yán)格要求。二線制德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器只有兩根外部接線，它們既是電源線又是信號(hào)線，電流信號(hào)的下限不能為零，但二線制德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的接線少，傳送距離長(zhǎng)，在工業(yè)中應(yīng)用。
2、根據(jù)所使用的能源不同，德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器分為氣動(dòng)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器和電動(dòng)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器兩種。
(1)氣動(dòng)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器
氣動(dòng)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器以干燥、潔凈的壓縮空氣作為能源，它能將各種被測(cè)參數(shù)(如溫度、壓力、流量和液位等)變換成0．02～0.1IMPa的氣壓信號(hào)，以便傳送給調(diào)節(jié)、顯示等單元組合式儀表，供指示、記錄或調(diào)節(jié)。氣動(dòng)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工作比較可靠，對(duì)電磁場(chǎng)、放射線及溫度、濕度等環(huán)境影響的抗干擾能力較強(qiáng)，能防火、防爆，價(jià)格也比較便宜；缺點(diǎn)是響應(yīng)速度較慢，傳送距離受到限制，與計(jì)算機(jī)連接比較困難。
(2)電動(dòng)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器
電動(dòng)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器以電為能源，信號(hào)之間比較方便，適用于遠(yuǎn)距離傳送，便于與電子計(jì)算機(jī)連接。近年來(lái)也可做到防爆以利安全使用。其缺點(diǎn)是投資一般較高，受溫度、濕度、電磁場(chǎng)和放射線的干擾影響較大：電動(dòng)德國(guó)西門(mén)子SIEMENS變送器能將各種被測(cè)參數(shù)變換為0～10mA或4～20mA(直流電流的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào))，以便傳送給自動(dòng)控制系統(tǒng)巾的其他單元。
