第2章 計算機控制系統(tǒng)中的檢測設(shè)備和執(zhí)行機構(gòu)
傳感器和變送器
過程控制中常用的執(zhí)行器
運動控制中常用的執(zhí)行機構(gòu)
2.1 傳感器和變送器
傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器的輸出信號有多種形式，如電壓、電流、頻率、脈沖等，輸出信號的形式由傳感器的原理確定。
變送器在控制系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，它將工藝變量(如溫度、壓力、流量、液位、成份等)和電、氣信號(如電流、典壓、頻率、氣壓信號等)轉(zhuǎn)換成該系統(tǒng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號。因此，變送器的性能、精度等指標(biāo)對控制系統(tǒng)影響重大。
2.1 傳感器和變送器
主要內(nèi)容：
信號傳輸及供電的四線制與兩線制
壓力檢測及變送
溫度檢測和變送
流量檢測及變送
物位檢測及變送
其它檢測儀表和裝置
2.1.1 信號傳輸及供電的四線制與兩線制
變送器安裝在現(xiàn)場，它的氣源或電源從控制室送來，而輸出信號送到控制室。氣動變送器用兩根氣動管線分別傳送氣源和輸出信號。
電動模擬式變送器采用二線制或四線制傳輸電源和輸出信號。
HART協(xié)議
智能式變送器采用雙向全數(shù)字量傳輸信號，即現(xiàn)場總線通訊方式；目前廣泛采用一種過渡方式，即在一條通訊電纜中同時傳輸4~20mA電流信號和數(shù)字信號，這種方式稱為HART協(xié)議通訊方式。智能式變送器的電源也由通信電纜傳輸。
HART協(xié)議
HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信協(xié)議是數(shù)字式儀表實現(xiàn)數(shù)字通信的一種協(xié)議，具有HART通信協(xié)議的變送器可以在一條電纜上同時傳輸4~20mADC的模擬信號和數(shù)字信號。
HART通信協(xié)議是依照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的開放式系統(tǒng)互連(OSI)參考模型，簡化并引用其中三層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層而制定的。物理層規(guī)定了信號的傳輸方法和傳輸介質(zhì)；數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定了數(shù)據(jù)幀的格式和數(shù)據(jù)通訊規(guī)程；應(yīng)用層規(guī)定了通訊命令的內(nèi)容。
2.1.2壓力檢測及變送
壓力檢測的主要方法和分類
電容式差壓變送器
壓力檢測的主要方法和分類
按敏感元件和轉(zhuǎn)換原理的特性不同，一般
分為以下幾類：
液注式壓力檢測 ：
依據(jù)流體靜力學(xué)原理，把被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度來實現(xiàn)測量的。
U型管壓力計、單管壓力計、補償微壓計等。
結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但其精度受工作液的毛細(xì)管作用、密度及視差等因素的影響。
一般用于測量較低壓力、真空度或壓力差。