功能安全及温度变送器

功能安全及温度变送器自诊断软件设计

摘要: 安全对经济、环境和人类自身的健康发展至关重要，因而安全相关系统被广泛应用于生产过程之中。近年来，作为功能安全基础标准IEC61508的发布，规范了安全相关系统的设计、应用及管理等各个方面，为各领域安全生产提供安全保障。本课题针对我国功能安全在相关产品和技术上的研发方面尚处于起步阶段的现状，结合实际应用，对功能安全相关理论进行阐述并提出了功能安全温度变送器的软件设计思想及架构，并介绍了其不同模块的自诊断方法及其软件测试的重要理念，并在报告最后给出了整个课题的进度安排。

关键词：安全相关系统，功能安全，IEC61508，自诊断

1 研究背景

近年来，在工业生产中，防止火灾、爆炸等事故的发生已成为非常突出的问题。对于安全事故多发的我国，安全生产被寄予了更多的重视，如何保障生产可靠地、安全地进行也成为了衡量现代工业的一项重要指标。特别是国外工程投资的增加和工程设计的全面介入，带动了我国安全相关系统功能安全技术的应用需求。

安全相关系统（Safety-related System，SRS）监视生产过程的状态，在危险条件出现时采取相应措施，防止危险事件发生，避免潜在危险对人身、设备、环境造成伤害或减轻其后果造成的损失[1]。安全阀、安全气囊、火灾消防喷淋装置等，都是常见的安全相关系统实例。

安全仪表系统（Safety-Instrumented System, SIS)，也称安全连锁系统或紧急停车系统，由起初的简单继电器构成系统，发展到今天的微处理器，可编程调机器系统，由单回路系统发展为冗余和容错系统，SIS已经成为保护生产安全的重要屏障[2]。但由于系统结构、硬件、软件及周围环境等原因，安全仪表本身会不可避免的存在着安全性问题。在2000年由国际电工委员会（IEC）发布的IEC61508标准（电气/电子/可编程电子安全系统（E/E/PES）的功能安全）中，明确提出了安全仪表系统的功能安全（Functional Safety）问题[3]，即当生产过程在出现危险条件时，安全相关系统能否有效执行其安全功能，如何提高其执行安全功能能力等相关问题。

作为安全仪表系统的重要组成部分，安全仪表变送器能够检测生产环境的关键性输入，为确保生产过程的安全可靠运行发挥非常重要的作用。由于采用了一系列行之有效的降低风险、提高安全性的手段，安全功能温度变送器能够可靠地采集信息和监控工业现场，保障了工业现场的安全[4]。

然而,国外的智能仪表领先国内产品数十倍，且数据置信度较高，国内外在可靠性方

面的差距十分明显。目前国内安全仪表系统的研发能力还不足以满足不断提高的功能安全应用的需求。当前国内的应用仍然大量的采用进口设备和系统，但是这些进口设备和系统价格高昂[5]。巨大的经济压力迫使企业不得不降低安全要求或是减少安全智能仪表的使用数量，而智能仪表作为控制系统的现场采集设备，其可靠性和安全性能够在很大程度上决定控制系统可能的故障和风险，企业的这些做法给生产带来了安全隐患。因此，研究功能安全的设计和验证、确认技术，开发出满足功能安全要求的智能仪表是非常重要和迫切的。

2文献综述

功能安全技术以系统在安全生命周期各阶段的安全完整性水平为核心，通过对受控过程进行危险与风险分析，为其设置有效的安全功能，选择恰当的目标安全完整性水平，设计出满足目标安全完整性水平要求的安全功能。通过安全仪表系统的作用，把受控过程的风险降低到一个可以接受的水平。本章结合基础标准IEC61508，对功能安全相关技术进行阐述。并针对功能安全温度变送器的功能需求具体介绍。

2.1 IEC61508的发布

近年来，欧美工业发达国家都在研究并致力解决安全仪表系统的功能安全问题，已发布了一系列功能安全相关标准。1996年美国仪器仪表协会完成了第一个关于过程工业安全仪表系统的标准——ANSL／ISA-$84.01。随后，国际电工委员会于2000年出台了功能安全国际标准IEC61508：电气／电子／可编程电子(E／E／PE)安全相关系统的功能安全。该标准是功能安全的通用标准，是其它行业制订功能安全标准的基础。从此，功能安全逐步成为研究热点。之后，适用于其它行业的功能安全标准相继出台，例如，核工业的IEC61513，机械工业的IEC62061等等。我国已于2006年、2007年分别等同采用了IEC61508和IEC61511，发布了GB／T20438和GB／I21 109。这些标准均对安全相关系统的功能安全提出了要求，但没有明确达到要求的方法和步骤[6]。

IEC61508标准的地位如图2-1。

图2-1 IEC61508标准的地位

2.2 IEC61508的要求

功能安全是与EUC（Equipment Under Control受控设备）或EUC控制系统有关的整体安全的组成部分，取决于电气/电子/可编程电子（E/E/PE）安全系统、其它技术安全系统和外界风险降低设施功能的正确行使[7]。功能安全是安全仪表系统是否能有效地执行其安全功能的体现，它是一种基于风险的安全技术和管理模式[4]。风险评估是实施功能安全管理的前提，安全完整性等级是功能安全技术的体现，安全生命周期是功能安全管理的方法，因此，风险评估、安全完整性等级和安全生命周期是IEC61508的精髓。

2.2.1风险评估

IEC61508中对风险的定义为“出现伤害的概率及该伤害严重性的组合”，即风险是一个危险事件(或事故)概率(或频率)及该事件后果(或严重程度)的函数。风险评估包括对危险分析中识别出的危险事件的风险进行分级。安全是相对的，风险是不可能完全消除的。对于可能导致严重后果的危险事件的风险，必须降低到可接受的水平。IEC61508中没有规定具体的危险和风险分析技术，但给出了技术选用应考虑的因素。从图2-2可以看出，风险的降低包括3个部分：E／E／PE安全相关系统、其他技术安全相关系统(例如，安全阀等)和外部风险降低设施(例如，排放系统和防火墙等)[8]。可见，对于整体安全措施而言，E／E／PE安全相关系统只是其中一部分。风险评估的结果用于确定安全系统所需的整体安全完整性等级，再将总的安全完整性等级分配到E／E／PE安全相关系统、其他技术安全相关系统和外部风险降低设施，使系统的风险降低到允许的水平。

图2-2 风险关系

2.2.2安全完整性等级

IEC61508中对安全完整性水平SIL（Safety Integrity Level）的定义为：在一定时间、一定条件下，安全相关系统执行其所固定的安全功能的可能性。它是一个对特定安全功能的可靠性和完整性的指标的度量。选择安全完整性水平的目的是通过降低风险发生的概率把系统的风险降低到一个可以接受的水平[9]。

安全完整性水平SIL是一种离散的水平，用于规定分配给E/E/PE安全相关系统（IEC6151中的安全仪表系统）中安全功能的安全完整性水平。其中，SIL4是最高的，SIL1最低。SIL级别越高，安全相关系统能实现所要求的安全功能的概率就越高。对于某一安全完整性水平要达到的危险失效概率范围，一般有两种：要求时失效的平均概率（对于低要求操作模式）和每小时危险失效的概率（对于高要求或连续操作模式）。

运行于低要求模式和高要求（或连续）模式下的安全相关系统的目标失效概率如表2.1所示。

表2.1 低要求操作模式的安全完整性水平

低要求操作模式

安全完整性水平平均要求时失效概率风险降低因子

4 错误！未找到引用源。~错误！未

找到引用源。

10000~100000

3 错误！未找到引用源。~错误！

未找到引用源。

1000~10000

2 错误！未找到引用源。~错误！

未找到引用源。

100~1000

1 错误！未找到引用源。~错误！

未找到引用源。10~100

必要的风险降低实际的风险降低

由其他技术安全相关系统负担的风险降低部分由E/EPE安全

相关系统负担

的风险降低部

分

由外部风险

降低设备负

担的风险降

低部分

残余风险可容忍的风险受控装置的风险

表2.2 高要求操作模式的安全完整性水平

高要求操作模式

安全完整性水平每小时失效概率

4 错误！未找到引用源。~错误！未找到引用源。

3 错误！未找到引用源。~错误！未找到引用源。

2 错误！未找到引用源。~错误！未找到引用源。

1 错误！未找到引用源。~错误！未找到引用源。

不管那种操作模式，每一个SIL值代表一个风险降低的数量级。这种关系在低要求模式下很容易理解，因为安全完整性水平紧密地联系着风险降低的数量级的值。因此，一个SIL2的安全功能装置使一个事故发生的频率降低了两个数量级。因为风险是后果与可能性的乘积，也代表了风险从整体上降低了两个数量级[10]。这个概念不仅使得工厂运行者能够根据预期损害来规定其设备的要求，还为产品制造商提供了一个描述产品故障性能的方法[11]。

2.2.2安全生命周期

在IEC61508中安全生命周期（Safety Life Cycle，SLC）定义如下：在安全仪表功能（SIF）实施中，从项目的概念设计阶段到所有安全仪表功能停止使用之间的整个时间段[7]。也就是说，安全生命周期包括了安全仪表系统在概念、设计、运行、测试、维修及停用各阶段的所有活动，以达到高水平的功能安全。依据安全生命周期的各项活动要求实施的安全仪表系统，才能最大程度地减少工业过程中的风险，降低安全仪表系统中存在系统性故障的概率。

安全完整性水平贯穿于安全系统生命周期的始终。安全系统的安全完整性水平不仅是安全性能的度量标准，而且是安全系统生命周期的主线，将安全系统整体生命周期的各个阶段联系起来。安全完整性水平使得整体安全生命周期这个大框架下的所有活动能够具有良好的一致性[8]。另一方面，如果不采用全生命周期的方式来进行功能安全管理，那么是很难保证安全完整性水平能够达到目标要求的。

2.3 温度变送器的安全功能

安全功能是针对某个具体潜在危险事件的保护措施，而功能安全表征了仪表的安全功能是否能够有效地得到执行，它取决于安全相关系统和外部风险降低设施的正确功能。通过降低安全相关系统和外部的风险以降低设施覆盖的部分风险，从而达到特定可容忍风险[12]。温度变送器的安全功能有：测得温度与通信模块的实际输出一致，变送器测温过程中没有失效产生，测温功能得到执行；若诊断出错误，产生报警，并进入安全模式。

安全变送器由两大部分组成，分别为数据采集部分和输出与通信部分。数据采集部分完成温度数据的采集并计算，然后通过串口发送给通信部分。输出与通信部分完成温度数据的计算、通信、模拟量数据输出等功能。两部分配合使用完成安全变送器的全部功能。

温度变送器的自诊断功能可以检测变送器状态，在变送器出现失效时发出警告，把危险失效转换为安全失效，使变送器能够尽快得到修复。诊断覆盖率表示了变送器自动检测失效的能力，若诊断覆盖率达不到安全功能要求和安全完整性要求，则需要对硬件和软件设计进行修改，直至达到安全要求为止。

3技术路线

温度变送器是将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，主要用于工业过程温度参数的测量和控制。为了实现安全仪表系统的需求，在传统温度变送器的基础上嵌入了微处理器进行数据处理，从而实现量程转换、自诊断、报警等功能。这样的智能仪表在应用的灵活性、安装、维护性等众多方面都优于传统仪表[13]。

温度变送器的根本任务就是在现场采集温度信号，并实现4-20mA模拟量输出。而控制系统的故障源大多来自现场，可以说，保证了4-20mA的正确性在很大程度上保证了控制系统的可靠性和安全性。因此，对于智能变送器来说，根本任务就是保证4-20mA 模拟电流信号准确无误的输出。常规变送器是无法进行自诊断的，而智能变送器在常规变送器的基础上嵌入单片机（MCU）来实现相关功能，在信号的转换过程中实现功能的自诊断，下面提出软件设计的V模型并对自诊断的软件设计进行介绍。

3.1软件设计模型

正像安全仪表系统的开发有一个总的生命周期一样，软件也应该遵循一个完整的生命周期发展过程。图3-1表示了软件开发的V模型，它是很多不同的软件开发模型之一。V模型描述了一种自上而下的设计和测试方法。要确认每一项要求都得到了满足，图3-1中各方框已经得到实现，需要定义需求而且需要制定验证步骤。

要考虑的事项包括：

-软件需求：对软件的全部要求，包括系统启动、操作、维护、关闭、报警、旁路等，都需要清晰地整理成文档。开发软件的基础是安全要求规范（SRS）。SRS应包含每个安全仪表功能的逻辑要求[14]。

-软件体系结构：规定将要使用的软件的整体结构，包括语言、主程序结构、子程序、主程序和子程序的相互作用、标准函数块、附加的或自定义的功能等。

-编程：软件的编码或者实际的创作基于语言和体系结构。根据要求，可能会有一个或多个程序。

-集成：保证全部接口及其与其他系统和程序的交互同所要求的一致。

-测试：保证总体要求已经得到满足[15]。软件测试的意义在于以最少的人力、物力和时间找出软件中潜在的各种错误和缺陷，通过修正各种错误和缺陷提高软件质量，避免软件发布后由于潜在的软件错误和缺陷造成的隐患所带来的商业风险。其中，软件测试包括模块测试、单元测试和集成测试[16]。

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图3-1 软件开发生命周期-V模型

3.2研究环境与主要工具

功能安全温度变送器专门用于安全仪表系统，通过采集温度信号，变成数字量信号由液晶显示，并实现4-20mA模拟量输出。通过按键进行参数设置，通过上位机进行标定。功能安全温度变送器采用单片机MSP430作为主控元件CPU。

MSP430系列超低功耗单片机已经越来越多地应于各种仪器仪表中，使仪器仪表的智能化程度得到了提高，硬件结构得到了简化，也提高了仪器仪表的精度和准确度，减小了体积，提高了性价比[17]。

结合硬件并根据软件安全要求规范及软件设计要求，开发工具为IAR for MSP430，

编程标准须符合MISRA—C：2004编程规范。MISRA C Coding Standard，这一标准中包括了127条C语言编码标准，通常认为，如果能够完全遵守这些标准，该C代码是易读、可靠、可移植和易于维护的。

3.3诊断方法

安全温度变送器包括A/D、D/A、微控制器、诊断电路、通信等模块。A/D 模块负责模拟量采集；D/A 模块负责最后的4 ～20 mA 模拟输出；微控制器实现数据采集功能和安全功能的数据处理；诊断电路用于对变送器各组成部分进行诊断。本课题的功能安全温度变送器要求达到SIL2，依据IEC61508对不同安全完整性水平的的软件设计要求，在其中加入诊断功能，其状态转化过程如图3-2所示。

图3-2 状态转换图

变送器上电后首先对变送器进行初始化，包括MCU的时钟设置，定时器初始化，SPI及I2C初始化，并完成自检功能，确保变送器在正常工作模式，可以进行数据采集及输出功能，如若上电诊断没有通过，则进入安全模式。上电诊断通过则进入运行过程，在运行过程中，最重要的还是进行周期性诊断功能。其中，电源电压诊断，实现对输入电压的监控，以免不在额定范围内，造成对元器件的损坏；微控制器MCU的内部诊断，主要对其RAM、ROM、堆栈及中断及内部寄存器等的诊断，以使程序可以顺利进行。微控制器通过自检后，还要依次对传感器模块、A/D 模块、D/A 模块、信号输出模块进行诊断，所有诊断都是变送器安全功能的实现手段［18］，当诊断出错误时，变送器发

出报警信号，通知控制器有失效产生，进入安全模式；当没有错误产生时，则变送器开始采集数据。

其各部分诊断方法如表3.1所示：

表3.1各部分诊断方法

诊断类型诊断方法

无中断诊断Watchdog无法按时清零，仪表进入安全状态

连续中断诊断无法按照时间窗规定触发Watchdog ，仪表进入安全状态

时序及PC指针诊断无法按照时间窗规定触发Watchdog，仪表进入安全状态

DA诊断比较AD7794码对应输出电流值和ADS1110回采码值对应的电流值，若两者相差5%以上则认为出错，仪表进入安全状态。

RAM诊断冗余方式；所有全局变量分为Data A与Data B两块存储，诊断时比较两块存储数据是否一致，不一致则认为出错，仪表进入安全状态。

ROM诊断将32K程序存储空间每1k为一部分，对每一部分进行CRC计算后，再将32个CRC值进行校验，与保存的校验值相比较是否一致，不一致则认为出错，仪表进入安全状态。

E2诊断将E2中数据进行CRC校验，校验值与与保存的校验值相比较是否一致，不一致则认为出错，仪表进入安全状态。

堆栈诊断读取SP指针，与保存的堆栈上下限值进行比较，若超出限制则认为出错，仪表进入安全状态。

指令诊断测试指令执行结果是否与预期一致，如不一致则认为出错，仪表进入安全状态。

AD诊断比较AD7794和ADS1110的采样值，若两者相差5%以上则认为出错，仪表进入安全状态。

寄存器诊断在几个闲置寄存器中写入固定值，定时检查结果，若不一致则认为出错，仪表进入安全状态。

3.4 软件测试

测试是对软件质量的度量。在软件设计模型V中，软件测试是很重要的一部分。它贯穿于整个生命周期，在这里可以引入两个概念来覆盖测试的范畴：验证（Verification）和确认（Validation）。

所谓验证，是指通过检查和提供客观证据来证实指定的需求是否满足，技术如与输出之间的比较。也就是说，是检验软件是否已正确地实现了产品规格书所定义的系统功能和特性。而确认，则是只通过检查和提供客观证据来证实特定目的的功能或应用是否已经实现。在确认时，应考虑使用和应用的条件范围要远远大于输入时确定的范围[19]。

从软件开发的过程按阶段划分可以将软件测试分为单元测试、集成测试及确认测试[20]。开始是单元测试，集中对用源代码实现的每一个程序单元进行测试，检查各个程序

模块是否正确地实现了规定的功能。集成测试把已测试过的模块组装起来，主要对与设计相关的软件体系结构的构造进行测试。确认测试则是要检查已实现的软件是否满足了需求规格说明中确定了的各种需求，以及软件配置是否完全、正确。

4 进度安排

第1~2周查阅文献，进行翻译文献；

第3~5周进一步熟悉课题，修改完善文献翻译，撰写开题报告并进行交流；

第6~8周查阅功能安全仪表系统的相关文献及书籍，学习掌握自诊断相关技术；

第9~12周参与功能安全温度变送器的软件设计，了解其软件框架，并参加中期交流和考核；

第13~16周进行部分模块软件测试，查找其中错误，加深对安全功能的理解，并撰写论文；

第17~18周论文修改、完善；论文打印、装订，论文答辩。

5 参考文献

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温度变送器选型安装规范

1、范围 1.1 本规范规定了公司多相流量计设计中常用的铂（Pt）热电阻温度变送器选 型、设计、安装的具体技术要求和检验规程。其它同类型温度变送器亦应 参照使用。 1.2 本规范适用于二线制温度变送器的选型，不包括其他类型的温度变送器。 1.4 公司所有温度变送器的设计、采购、验收和施工均不得低于本规范的要求。 2 、基本工作原理 热电阻温度变送器是利用感温材料的电阻值和温度之间的数学模型关系，将随温度变化而变化的电阻值转换为4~20mA的直流电流信号或1~5V的直流电压信号输出。 3、构成与功能 一体化温度变送器主要由温度传感器、保护套管、变送器等部分组成。 传感器将温度的变化转换成电阻值的变化。 保护套管用于隔离工艺介质，保护电阻体。 变送器将变化的电阻值转换成为变化的4~20mA（或1~5V）模拟信号输出。 4、主要技术性能 4、1铂热电阻 基本误差：A级±（0.15+0.002∣t∣）℃ B级±（0.30+0.005∣t∣）℃ 注：t为感温元件实测温度 允许通过电流：<5mA 常温绝缘电阻：环境温度为15--35℃和相对湿度不大于80%时热电阻感温元件和保护管之间的绝缘电阻应不小于100MΩ（电压100V）。 热电阻插入最小深度：一般不小于其保护管外径的8---10倍。 4、2 变送器 精度等级：0. 2级 负载电阻：250Ω 供电电源：24VDC ±10%

环境温度：-25~70℃ 输出信号：4~20mA（或1~5V） DC 测量范围：0~100（150）℃ 防爆等级：根据使用要求选用。 5、选型原则 5、1 根据多相流量计装置的操作条件和使用场所，选用定型的、技术成熟可靠的产 品。对于新的产品，应在经过鉴定，确保质量的基础上选用。 5、2 在同一项目中，仪表品种规格不宜过多，并力求统一。 5、3 应根据现行的有关爆炸和火灾危险场所电气设备设计规范的规定，按一体化温 度变送器安装场所的爆炸等级和爆炸性混合物的分类，确定其防爆形式及级别、组别。 5、4应根据被测介质和周围环境，考虑温度变送器是否需要防冻、防震、防晒、防 腐等。 5、5 属于PDO项目的产品，应在PDO推荐的厂方名录中选用相关仪表；如果不在PDO 的推荐名录中，则必须向PDO提出申请，得到批准后方可使用。表1为PDO推荐使用的温度变送器厂家及型号。 表1 PDO推荐使用温度变送器 5、6按照PDO的标准，对于6”以下的工艺管线，传感器保护管的插入深度统一为 230mm；6”以上的工艺管线，传感器保护套管的插入深度统一为255mm。承压法兰至测温管嘴之间距离为150mm。 5、7为便于标准化设计以及现场维护的可互换性和可操作性，温度变送器所配传感 器统一选用外径围6mm的铠装热电阻。 6、安装规范 6、1温度传感器的安装 6.1.1正确选择测温点

差压变送器工作原理及常见故障分析

差压变送器工作原理及常见故障分析 差压变送器工作原理及常见故障分析 差压变送器在工业自动化生产中对压力、压差流量的测最应用愈见广泛，生产中遇到的问题也越来越多，故障的及时判定分析和处理，对正在进行的生产来说是至关重要的。本文介绍日常维护中的经验和故障判定分析方法，供参考。 一、差压变送器工作原理 来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至洲量元件上，测最元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。差压变送器的几种应用测最方式： 1 ．与节流元件相结合，利用节流元件的前后产生的差压值测量液体流量． 2 ．利用液体自身重力产生的压力差，测是液体的高度。 3 ．直接测量不同管道、魄休液体的压力差值。 二、差压变送器故障诊断方法 除了回顾故障发生前的打火、冒烟、异味、供电变化、雷击、潮湿、误操作、误维修等情况；以及观察回路的外部损伤、导压管的泄漏，回路的过热，供电开关状态等现象外，还应通过检测来诊断故障。 1 ．断路检侧：将怀疑有故障的部分与其他部分分割开来，查看故障是否消失，如果消失，则可确定故障在此处。否则可进行下一步查找，如：智能差压变送器不能正常Ha 性远程通讯，可将电源从仪表本体中断开 用现场另加电源的方法为变送器通电进行通讯，以查看是否叠加有约Zk - HZ 的电磁信号而干扰通讯。 2 ．短接检测：在保证安全的情况下，将相关部分回路直接短接，如：差压变送器输出值偏小，可将导压管断开，从一次取压阀外将差压信号直接引到差压变送器双侧，观察变送器输出，以判断导压管路有无堵、漏及连通性。 3 ．替换检测：更换怀疑有故障的部分，判断故障部位。如：怀疑变送器电路板发生故障，可临时更换一块，以确定原因。 4 ．分部检侧：将测皿回路分割成几个部分（如：供电电源、信号输出、信号变送、信号检测），按各部分分别检查，由简至繁，由表及里，缩小范围，找出故障位置。 三、常见故障检修 1 ．输出过大的可能原因和解决方法： ( l ）导压管。检查导压管是否泄漏或堵塞；检查截止阀是否全开；检查气体导压管内是否有液体，液体导压管内是否有气休；检查变送器压力容室内有无沉积物. ( 2 ）变送器的电气连接。检查变送器的传感器组件连接情况．保证接插件接触处清洁；检查8 号插针是否可靠接表壳地. ． ( 3 ）变送器电路故障。用备用电路板代换检查、判断有故障的电路板及更换有故障的电路板. ( 4 ）检查电源的输出是否符合所需的电压值. 2 ．输出过小或无输出的可能原因和解决方法： ( 1 ）导压管。检查导压管是否泄漏或堵塞；检查液体导压管内是否有气体；检查变送器压力容室内有无沉积物；检查截止阀是否开全，平衡阀是否关严。 ( 2 ）变送器的电气连接。检查变送器传感器组件的引出线是否短接；保证接插件接触处清洁；检查各调节螺钉是否在控制范围内。

一体化温度变送器使用说明书

热电偶热电阻 温度变送器 （一体化） 使用说明书 香港东辉仪器仪表（集团）公司

一、产品概述 东辉智能仪器有限公司生产的“Daryens”大延牌S系列SBWR 型热电偶温度变送器和SBWZ型热电阻温度变送器是小型一体化二线制仪表新产品，代表着当今传感器一体化发展趋势。由于该产品实现了小型化，可以直接在温度传感器的接线盒内安装，将传感器的微弱信号直接转换成符合标准化的4~20mA直流信号远传至控制室，从而提高了信号的抗干扰能力。产品主要特点有： 1．小型化、体积小，重量轻，全密封封装，耐环境性强。 2．一体化、二线制（变送器所用电源和输出信号共用两条线）节省补偿导线及连接导线，便于安装使用。 3．低功耗，一台24V/1A直流电源可给几十台变送器供电。 4．适用于各种分度号的热电偶、热电阻温度传感器。 5．具备冷端温度补偿，断偶报警等功能。 6．输入信号最低量程为5mVDC。 7．一体化现场安装使用。 8．与国内Ⅲ型或S系列仪表的“配电器”配套，可构成隔离型检测或控制系统。 二、主要技术指标 1．输入信号量程及范围 SBWR型热电偶温度变送器： 最小量程5mVDC；最大量程80mVDC。 SBWZ型热电阻温度变送器：

最小量程10Ω；最大量程400Ω。 2．输出信号：4~20Madc 3．允许负载电阻：500Ω（24VDC供电） 4．工作条件：环境温度—40~85℃；相对湿度≤95% 5．基本误差：0.5% 6．长时间漂移：＜±5ppm/℃ 7．温度漂移：≤±100 ppm/℃ 8．断偶报警输出：3.8mA 9．供电电源V PO：24V±20%DC 10．消耗功率：＜0.5W 11．外形尺寸：Φ46×28 12．安装尺寸：Φ4+0.2+0.1二个安装孔，孔距L=36±0.1 三、型号规格 1．变送器型号用SBW□—□□表示，定义如下： 第一节第一、二、三位“SBW”表示S系列仪表温度变送器；第一节第四位表示测温元件类型，R—表示热电偶，Z—表示热电阻温度变送器； 第二节第二位表示分度号代码： 0：通用型; 1：E或Cu50 2:K或Cu100；3：S； 4：B或Pt100 5:T; 6:J; 7:R

变送器原理.doc

变送器原理 两线制V/I变换器IC:DH4-20 工业上普遍需要测量各类非电物理量,例如温度、压力、速度、角度等,都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。 采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大,导线电阻串联在回路中不影响精度,在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA,当传输线因故障断路,环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。 电流型变送器将物理量转换成4~20mA电流输出,必然要有外电源为其供电。最典型的是变送器需要两根电源线,加上两根电流输出线,总共要接4根线,称之为四线制变送器。当然,电流输出可以与电源公用一根线（公用VCC或者GND）,可节省一根线,称之为三线制变送器。 其实大家可能注意到, 4-20mA电流本身就可以为变送器供电,如图1C所示。变送器在电路中相当于一个特殊的负载,特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。显示仪表只需要串在电路中即可。这种变送器只需外接2根线,因而被称为两线制变送器。工业电流环标准下限为4mA,因此只要在量程范围内,变送器至少有4mA供电。这使得两线制传感器的设计成为可能。 在工业应用中,测量点一般在现场,而显示设备或者控制设备一般都在控制室或控制柜上。两者之间距离可能数十至数百米。按一百米距离计算,省去2根导线意味着成本降低近百元！因此在应用中两线制传感器必然是首选。 输出为标准信号的传感器。这个术语有时与传感器通用。 变送器种类很多,总体来说就是由变送器发出一种信号来给二次仪表使二次仪表显示测量数据。 将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯契约方式输出的设备。一般分为：温度/湿度变送器,压力变送器,差压变送器,液位变送器,电流变送器,电量变送器,流量变送器,重量变送器等。 变送器——遵循一个物理定律（或实验数学模型）将物理量的变化转化成4-20mA等标准信号的装置。 变送器将传感信号转换为统一的标准信号：0/4-20mADC,1-5VDC,0-10VDc 变送器：除有传感的效用之外还有放大整形的效用,输出为标准的控制信号．如：４－２０mA 什么是变送器的二线制和四线制信号传输方式? 二线制传输方式中,供电电源、负载电阻、变送器是串联的,即二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号,目前大多数变送器均为二线制变送器；四线制方式中,供电电源、负载电阻是分别与变送器相连的,即供电电源和变送器输出信号分别用二根导线传输。......请看变送器八问八答。 一．什么是两线制电流变送器? 什么是两线制?两线制有什么优点? 两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线,这两根线既是电源线,又是信号线。两线制与三线制 (一根正电源线,两根信号线,其中一根共GN D) 和四线制(两根正负电源线,两根信号线,其中一根GND)相比,两线制的优点是： 1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响,可用非常便宜的更细的导线；可节省大量电缆线和安装费用； 2、在电流源输出电阻足够大时,经磁场耦合感应到导线环路内的电压,不会产生显著影响,因为干扰源引起的电流极小,一般利用双绞线就能降低干扰；两线制与三线制必须用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层要妥善接地。 3、电容性干扰会导致接收器电阻有关误差,对于4～20mA两线制环路,接收器电阻通常为250Ω（取样Uout=1～5V）这个电阻小到不足以产生显著误差,因此,可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远； 4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接,不因电线长度的不等而造成精度的差异,实现分散采集,分散式采集的好处就是：分散采集,集中控制.... 5、将4mA用于零电平,使判断开路与短路或传感器损坏（0mA状态）十分方便。 6,在两线输出口非常容易增设一两只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。 三线制和四线制变送器均不具上述优点即将被两线制变送器所取代,从国外的行业动态及变送器心片供求量即可略知一斑,电流变送器在使用时要安装在现

压力和差压变送器详细使用说明

压力和差压变送器详细使用说明 （一）差压变送器原理与使用 本节根据实际使用中的差压变送器主要介绍电容式差压变送器。 1. 差压变送器原理 压力和差压变送器作为过程控制系统的检测变换部分，将液体、气体或蒸汽的差压(压力)、流量、液位等工艺参数转换成统一的标准信号(如DC4mA～20mA 电流)，作为显示仪表、运算器和调节器的输入信号，以实现生产过程的连续检测和自动控制。 差动电容式压力变送器由测量部分和转换放大电路组成，如图1.1所示。 图1.1 测量转换电路 图1.2 差动电容结构 差动电容式压力变送器的测量部分常采用差动电容结构，如图1.2所示。中心可动极板与两侧固定极板构成两个平面型电容H C和L C。可动极板与两侧固定极板形成两个感压腔室，介质压力是通过两个腔室中的填充液作用到中心可动极板。一般采用硅油等理想液体作为填充液，被测介质大多为气体或液体。隔离膜片的作用既传递压力，又避免电容极板受损。

当正负压力(差压)由正负压导压口加到膜盒两边的隔离膜片上时，通过腔室内硅油液体传递到中心测量膜片上，中心感压膜片产生位移，使可动极板和左右两个极板之间的间距不相对，形成差动电容，若不考虑边缘电场影响，该差动电容可看作平板电容。差动电容的相对变化值与被测压力成正比，与填充液的介电常数无关，从原理上消除了介电常数的变化给测量带来的误差。 2. 变送器的使用 （1）表压压力变送器的方向 低压侧压力口（大气压参考端）位于表压压力变送器的脖颈处，在电子外壳的后面。此压力口的通道位于外壳和压力传感器之间，在变送器上360°环绕。保持通道的畅通，包括但不限于由于安装变送器时产生的喷漆，灰尘和润滑脂，以至于保证过程通畅。图1.3为低压侧压力口。 图1.3 低压侧压力口 （2）电气接线 ①拆下标记“FIELD TERMINALS”电子外壳。 ②将正极导线接到“PWR/COMN”接线端子上，负极导线接到“-”接线端子上。注意不得将带电信号线与测试端子（test）相连，因通电将损坏测试线路中的测试二极管。应使用屏蔽的双绞线以获得最佳的测量效果，为了保证正确通讯，应使用24AWG或更高的电缆线。 ③用导管塞将变送器壳体上未使用的导管接口密封。 ④重新拧上表盖。 （3）电子室旋转 电子室可以旋转以便数字显示位于最好的观察位置。旋转时，先松开壳体旋转固定螺钉。 3. 投运和零点校验

简单说明温度变送器的原理及参考书籍

简单说明温度变送器的原理及参考书籍 《工厂电气控制》 《电工手册》 原理是 如：热电阻隔离变送器Pt100： 通过感应温度变化达到阻值的变化 温度变送器： 1.通过确认阻值的不同计算出当前的温度 2.再根据热点阻的量程变送输出对应的标准 信号(4-20mA）值 即： 温度变化--热电阻隔离变送器--电阻变化--温度变送器--4~20mA信号 举个例子： Pt100的量程为：-199.9度-600.0度 温度变送器就把这个转化为标准信号后对应的 4mA就是-199.9度 20mA就是600.0度 通过确认变送器输出的电流大小就可以知道当前的温 摘要：现场总线是应用在生产现场，在微机化测量控制设备（称为现场总线仪表）之间实现双向串行多节点数字通信系统，它在制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的自动化系统中具有广泛的应用前景。本文从工程应用出发，介绍了现场总线温度变送器的原理和应用，以供自动化人员参考。 关键词：现场总线、温度变送器、原理、应用。 一、引言 信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，逐步形成了以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。现场总线就是顺应这一形势发展起来的新技术。现场总线是应用在生产现场，在微机化测量控制设备（称为现场总线仪表）之间实现双向串行多节点数字通信系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络，它在制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的自动化系统中具有广泛的应用前景。 目前，在国内可购到的FF（现场总线基金会）现场总线仪表有：罗斯蒙特公司的FF3051压力（压差）变送器、FF3244MV温度变送器、FFDVC50000智能阀门；Smart公司的FFLD302压力（压差）变送器、FFTT302温度变送器、FFFP302现场总线到气压转换器。本文从工程应用出发，对FFTT302现场总线温度变送器的原理和应用加以介绍，以供自动化人员参考。 二、原理

模拟量温度变送器

温度变送器 1. 产品介绍 1.1 产品概述 该温度变送器广泛适用于通讯机房，仓库楼宇以及自控等需要温度监测的场所，传感器内输入电源，测温单元，信号输出三部分完全隔离。安全可靠，外观美观，安装方便。1.2 功能特点 采用美国的测温单元，测量精准。采用专用的模拟量电路，使用温度范围宽。10~30V 宽电压范围供电，规格齐全，安装方便。可同时适用于四线制与三线制接法。 1.3 主要技术指标【T:156-28-95-61-86】 直流供电（默认）10~30V DC 最大功耗电流输出 1.2W 电压输出 1.2W 默认精度温度±0.5℃（25℃） 宽量程精度温度±1℃（25℃）变送器电路工作温度-20℃~+60℃，0%RH~80%RH 探头工作温度-100℃~+300℃（定做），默认量程：-40℃~+80℃探头工作湿度0~100%RH 长期稳定性温度≤0.1℃/y 响应时间温度≤10s(1m/s风速) 输出信号电流输出4~20mA 电压输出0~5V/0~10V 负载能力电压输出输出电阻≤250Ω 电流输出≤600Ω 注：带显示产品最大电流增加5mA

WD- 单温度变送、传感器N01- RS485通讯（Modbus-RTU协议） 1- 86液晶壳 2- 壁挂王字壳 9- 管道壳 1 外置圆形不锈钢探头 2 外置磁吸式探头 3 外置扁形不锈钢探头 4 外置4分管螺纹探头 4L 外置4分管螺纹长探头

3. 设备安装说明 3.1 设备安装前检查 设备清单： ■变送器设备1台 ■12V/2A电源1台（选配） ■合格证、售后服务卡、保修卡等 3.2 接线 3.2.1 电源接线 宽电压电源输入10~30V均可。针对0~10V型输出，只能用24V供电。 3.2.2输出接口接线 设备标配是具有1路模拟量输出。可同时适应三线制与四线制。 3.3 具体型号接线 3.3.1：壁挂王字壳接线

RS485温度变送器使用说明书全解

485型温度变送器 使用说明书 1. 介绍 1.1 概述 该变送器广泛适用于通讯机房、仓库楼宇以及自控等需要温度监测的场所，传感器内输入电源，测温单元，信号输出三部分完全隔离。安全可靠，外观美观，安装方便。 1.2 功能特点 采用美国进口的测温单元，测量精准。采用专用的485电路，通信稳定。可选择一路继电器输出或者蜂鸣器报警。10~30V 宽电压范围供电，规格齐全，安装方便。 1.3 主要技术指标 供电电源：10~30V DC 普通测温范围：-40℃~80℃（默认） 默认精度：±0.5℃ 超宽温：-100℃~300℃ （需定制） 宽量程精度：±1℃ 通信协议：Modbus-RTU(详见第5部分) 存储环境：-40℃~80℃ 输出信号：485信号、继电器（选配）、内置蜂鸣器（选配） 参数设置：通过上位机软件配置 1.4 系统框架图 485总线 USB 转485或232转485 10~30V DC UPS 电源（选配） AC220V 市电 监控电脑

1号设备2号设备3号设备n号设备 系统方案框图 2. 产品选型 RS- 仁硕公代号 WD- 单温度变送、传感器 N01- RS485通讯（Modbus协议） 1- 86液晶壳 2- 壁挂王字壳 1 外置圆形不锈钢探头 2 外置磁吸式探头 3 外置扁形不锈钢探头 4 外置4分管螺纹探头 4L 外置4分管螺纹长探头

3. 设备安装说明 3.1 设备安装前检查 设备清单： ■变送器设备1台 ■产品合格证、保修卡、售后服务卡等 ■12V/2A防水电源1台（选配） ■USB转485（选配） ■485终端电阻（多台设备赠送） 3.2 接口说明 3.2.1 电源及485信号 宽电压电源输入10~30V均可。485信号线接线时注意A\B两条线不能接反，总线上多台设备间地址不能重复。 3.2.2继电器接口 设备可选配一路开关量常开触点输出或内置蜂鸣器报警。 3.3 具体型号接线 3.3.1：壁挂王字壳接线 线色 说明 电源棕色电源正（10~30V DC）黑色电源负 通信黄色485-A 蓝色485-B 3.3.2：86液晶壳接线

压力变送器的原理[1]

压力变送器的原理 压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用压力变送器的原理及其应用 1、应变片压力变送器原理与应用 力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力变送器、半导体应变片压力变送器、压阻式压力变送器、电感式压力变送器、电容式压力变送器、谐振式压力变送器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力变送器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式压力变送器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变变送器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。 金属电阻应变片的内部结构 如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。电阻应变片的工作原理 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示： 式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m） S——导体的截面积（cm2） L——导体的长度（m） 我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情 2、陶瓷压力变送器原理及应用 抗腐蚀的压力变送器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿0～70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。 陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40～135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV，输出信号强，长期稳定性好。高特性，低价格的陶瓷传感器将是

压力变送器工作原理

罗斯蒙特3051 智能型压力变送器 工作原理 工作时，高、低压侧的隔离膜片和灌充液将过程压力传递给中心的灌充液，中心灌充液将压力传递到δ- 室传感器中心的传感膜片上。传感膜片是一个张紧的弹性元件，其位移随所受压差而变化（对于GP表压变送器，大气压力如同施加传感膜片的低压则一样，AP绝压变送器低压侧始终保持一个参考电压）。传感膜片的最大位移量为0.004英寸（0.10毫米）且位移量与压力成正比，两侧的电容极板检测传感膜片的位置。传感膜片和电容极板之间的电容的差值被转换成相应的电流，电压或数字HATR输出信号。 线路板模块 变送器线路板模块采用专用集成电路（ASICS）和表面封装技术。 线路块接收来自传感器膜头的数字信号和修正系数后，对信号进行修正和显性化。线路板模块的输出部分将数字信号转换成一个模拟信号输出，并可与HATR手操器通讯。可选的夜晶表头插入线路板上，可

显示以压力工程单位或百分比为单位的数字输出。夜晶表头适用于标准变送器和低功耗变送器。 数据组态 组态数据存贮在变送器线路板上的永久性EEPROM存贮器中。变送器断电数据仍能保存，因此变送器一通电力可以工作。 数/模转换和信号传送 过程变量以数字方式存贮，可进行精确的修正和工程单位转换，之后经修正的数据被转换成一个模拟输出信号。HATR手操器存取传感器的数字信号，而不需要数/模转换从而达到更高精度。 通讯模式 1151型智能变送器采用HATR协议通讯，该协议采用工业标准bell202频移键控（FSK）技术，将一个高频信号叠加在电流输出信号上实现远程通讯。而不影响回路的一致性。 软件功能 HATR协议使用户很容易对1151智能型压力变送器进行组态，测试和具体设置。 组态 1151智能型可以很容易地用HATR手操器进行组态。组态包括两个方面。第一，对变送器可操作参数的设置，包括设置：·零点和量程设置点 ·线性或平方根输出 ·阻尼

SBWZ温度变送器产品说明书

MXSBWZ热电阻温度变送器模块产品说明书 一、概述 温度变送器是一种小型、高精度的测温仪表。与现场传感器连在一起构成测温回路。它采用二线制传送方式（两根导线作为电源输入，同时作为信号输出的公用传输线），将热电阻的信号变换成线性的4~20m A的输出信号。MXSBWZ系列温度变送器作为新一代测温仪表可广泛应用于冶金、石油、化工、电力、轻工、纺织、食品、国防以及科研等工业部门。 1、采用密封结构，因此耐震，耐湿，适合 恶劣现场环境中安装使用。 2、直接输出4~20mA，这样既省去昂贵的 补偿导线费用，又提高了信号长距离传 送过程中的抗干扰能力。 3、变送器具有输入端开路指示功能。 4、精度高、功耗低，使用环境温度范围宽， 工作稳定可靠。 二、技术参数 1. 工作制式：两线制4～20mA输出 热电阻输入信号为： （1）二线制（2）三线制。 2. 精度等级：0.1%FS、0.2%FS、 0.5%FS。 3. 工作电压:DC24V±1V. 4. 量程范围:（1）热电阻Pt100（特 殊量程用户可以指定） -50℃~50℃ ; 0℃~50℃; 0℃~100℃; 0℃~150℃; 0℃~200℃; 0℃~300℃; 0℃~600℃. 5. 工作环境: 温度:-0℃~85℃, 湿度:0～95%RH. 6. 负载能力：≤500Ω. 7. 外形尺寸：45mm×41mm. 三、主要功能 1. 输入信号： 热电阻温度信号：Pt100或热电偶. 2. 变送输出：4~20mA。 四、调整说明 热电阻温度量程:Pt100，产品外观如下 : 变送器接线图（Pt100） 调试步骤: 在左边输入端接入标准电阻箱（如ZX38/11型和ZX-25a型），其中上两路为电阻箱的公共端，在输出端串接上标准电流表和24VDC稳压电源。 改变信号源发生器(电阻箱)，使之等于量程的下限对应阻值，调整调零电位器，使电流表的读数为4mA，改变信号源，使之等于量程的上限对应阻值，调整调满电位器，使电流表的读数为20mA即可。 例：输入型号为Pt100，量程为0～100℃的温度变送器标定，正确接线后，电阻箱输出阻值100Ω，调整调零电位器，使电流表读数为4mA；电阻箱输出阻值为138.5Ω（即铂热电阻在100℃时对应的电阻值），调整调满电位器，使电流表的读数为20mA。

EJA变送器工作原理及维护

EJA差压变送器工作原理及产品维护： EJA变送器是日本横河电机株式会社九十年代中期最新推出的产品，率先采用真正的数字化传感器—单晶硅谐振式传感器，开创了变送器的新时代，产品具有更高的精度、稳定性、可靠性，自推向市场，深受各界好评。 EJA差压变送器采用日本横河电机开发的单晶硅谐振式传感器技术，是目前世界上最先进的变送器，进入中国市场后，深受广大用户的青睐，是变送器领域最具活力的名牌产品。CYS 作为日本横河电机EJA智能变送器全球三大生产基地之一，以ISO9000质量保证体系与日本横河电机5M质量管理方式相结合，采用其先进的制造工艺和高新设备，确保CYS制品与日本制品同一品质。为了满足市场的更高需求，公司推出了精度更高、安全性更强、重量更轻、功能更全的EJX系列智能变送器。 主要特点： 除保证高精度外，还实现了静压、温度等环境影响极小的高性能。 可长期连续使用的高可靠性。 小型、轻量，使其不受安装场所的限制，可自由安装。 采用微型计算机技术，具有完整的自诊断功能和通讯功能。 开发时重视零点的稳定性，提高了维护效率。连续五年不需调校零点。 EJA差压变送器工作原理： 采用微电子加工技术（MEMS）在一个单晶硅芯片表面的中心和边缘制作两个形状、尺寸、材质完全一致的Ｈ形状的谐振梁，谐振梁在自激振荡回路中作高频振荡。单晶硅片的上下表面受到的压力不等时，将产生形变，导致中心谐振梁因压缩力而频率减小，边缘谐振因受拉伸力而频率增加。两频率之差信号直接送到CPU进行数据处理，然后 （１）经D/A转换成4-20mA输出信号，通讯时叠加Brain或Hart数字信号； （２）直接输出符合现场总线（Fieldbus Foundation TM）标准的数字信号。 优越性能： 压影响忽略不计，当加有静压（工作压力）时，两形状、尺寸、材质完全一致的谐振梁形变相同，故频率变化也一致，故偏差自动清除（公式和图类似温度影响）。 单向过压特性优异，接液膜片与膜盒本体采用独创的波纹加工技术，使外部压力增大到某一数值时，接液膜片能与本体完全接触，硅油传递给传感器的压力不再随外力的增加而增加，从而达到对传感器的保护作用。（安装灵活，可无需支架，直接安装，常规使用，无需三阀组，组态灵活简便，可通过计算机或手操器对变送器组态，也可通过变送器上的量程设置按钮和调零按钮，进行现场调整。 差压变送器常出现的问题及简单维护： 一、差压变送器输出不稳定是差压变送器应用过程中经常出现的问题，差压式流量计（V 锥流量计或者孔板流量计）现场应用的时候，经常会遇到这样那样的问题，但是追究其原因，只要是在安装正确的情况下，主要问题都是出现在二次仪表和差压变送器上，下面主要给大家介绍下出现这些问题的时候主要检查的地方： 1、差压变送器输出过低 主要原因在于：正压管发生泄露或者堵塞，差压变送器量程过大，管道内流量过小。对于一般测量流体，导压管发生泄露或者堵塞正是不可能的，发生这个现象的正常是现场测量煤气或者含杂质的介质，只要我们即使检查导压管，排除堵塞，调整差压变送器量程和调节

压力变送器的工作原理

压力变送器的工作原理 压力变送器的工作原理 压力变送器主要由测压元件传感器（也称作压力传感器）、放大电路和支持结构件三类组成。它能将测压元件传感器测量到的气体、液体等物理压力参数变化转换成电信号(如4~20mA等)，以提供指示报警仪、记载仪、调理器等二次仪表进行显示、指示和调整。 压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，然后转换为成4～20mA 信号输出。 压差变送器也称差压变送器，主要由测压元件传感器、模块电路、显示表头、表壳和过程连接件等组成。它能将接收的气体、液体等压力差信号转变成标准的电流电压信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。 差压变送器根据测压范围可分成一般压力变送器（0.001MPa～20MPA）和微差压变送器（0～30kPa）两种。 差压变送器的测量原理是：流程压力和参考压力分别作用于集成硅压力敏感元件的两端，其差压使硅片变形（位移很小，仅μm级），以使硅片上用半导体技术制成的全动态惠斯登电桥在外部电流源驱动下输出正比于压力的mV级电压信号。由于硅材料的强性极佳，所以输出信号的线性度及变差指标均很高。工作时，压力变送器将被测物理量转换成mV级的 电压信号，并送往放大倍数很高而又可以互相抵消温度漂移的差动式放大器。放大后的信号经电压电流转换变换成相应的电流信号，再经过非线性校正，最后产生与输入压力成线性对应关系的标准电流电压信号。 压力传感器工作原理 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用 1 、应变片压力传感器原理与应用 力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式

压力变送器说明书

一、1151压力变送器工作原理 被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔膜片和δ 1151压力变送器原理图 元件内的填充液传到预张紧的测量腊片两侧，测量膜片与两侧绝缘体上的电极各组成一个电容器，在无压力通入或两压力均等时测量膜片处于中间位置，两侧两电容器的电容量相等，当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容就不等，通过检测，放大转换成4-2OmA的二线制电流信号。压力交送器和绝对压力交送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空元份结构图见右图 二、电气原理图 1151压力变松电气原理图 三、主要特点 电容式变送器有下列特点 1.品种齐全、精度高、稳定性好，价格比同类进口仪表便宜 2.采用二线制工作方式 3.敏感元件采用固体化结构，小型坚固，抗振能力强 4.主要部件可与1151同类产品进行互换， 5.关键零部件、电子元件及接插件均采用国际上高质量产品。本系列产品可靠性好，质量稳定，故障率少。 6.正迁移可达500%，负迁移可达600%(最小量程时) 7.阻尼可调 电容式变送器品种齐全，用户可按不同需要任意选用，自微差压至大差压，从低压力至高压力、绝对压力、高静压差压。DP/GP型变送器带上各种远传装置后，就成为远传式差压、压力变送器。采用ANSI标准，管道尺寸3"，法兰等级150磅(2.5MPa)，插入筒式远传装置后，插入筒长度一般

结构尺寸 八、1151变送器典型安装 变送器可以直接安装在测量点处，可以安装在墙上，或者使用安装板(变送器附件)夹拼在2''(约φ50mm)的管道上。 变送器压力容室上的导压连接孔为1/4-18NPT螺纹孔，接头上的导压接孔为1/2-14NPT内锥管螺纹(或M2OXl.5-18外螺纹)，根据需要可选择与引压接头1/2-14NPT锥管螺纹的过渡接头。变送器可以轻而易举地从流程1艺管道上拆下，万法是拧下紧固接头的两个螺栓。转动接头，可以改变其接孔的中心距离为5lmm,54mm,57mm三种尺寸。 为了确保接头密封，在固紧时应按下面步骤操作:两只紧固螺栓应交替用板手均匀拧紧，其最后拧紧力距大约为40N.m(29fs-bs)，切勿一次拧紧某一只螺栓。有时为了安装上的方便，变送器本体上的压力容室可转动。只要压力容室处于垂直面，则变送器木体的转动不会产生零位的变化。如果压力容室水平安装时(例如在垂直管道上测量流量时)，则必须消除由于导压管高度不同而引起的液柱压力的影响。即重新调零位。 九、变送器的型号命名

WBS系列温度变送器安装使用说明书

WBS系列 一体化温度变送器 安装使用说明书 开封开仪自动化仪表有限公司

1 概述 WBS系列温度变送器（以下简称仪表）是我公司于国内首家研制出来，85年投放市场至今已历经20多年持续完善和改进的产品，在国内首先实现了传感器与变送电路一体化结构。它以热电阻或热电偶作为温度敏感元件，采用专用电路模块，就地把敏感元件的信号转换成与温度呈线性的标准电流，用一般铜导线即可传输，不仅节少了贵重的补偿线或电缆，而且有信号传递失真小，抗干扰能力强，可进行远距离传输等优点。能非常方便的与各种二次仪表或计算机系统配套，实现温度的测量与控制。 1.1 用途 该仪表适用于工业领域，管道、容器中的介质温度，或其它气体、液体的温度、炉膛温度的检测。 1.2 防护类型 a. 普通型：具有防水、防尘性能，可用于室内或室外安装，IP65。 b. 防爆型：经国家级仪器仪表防爆安全监督检验站（NEPSI）审查防爆安全性能符合GB3836.1-2000、GB3836.2-2000、GB3836.4-2000标准规定的有关要求，防爆标志为 ExdⅡBT4~T6（隔爆型）合格证号 GYB05673 ，ExiaⅡCT4~T6（本质安全型）合格证号 GYB05674 本安型在防爆场合安装，需和经防爆检验站验单位认证的安全栅配套方可使用于现场存在ⅡC级以下的爆炸性气体混合物的场所。 1.3 仪表的指示方式 a. 无指示：只输出与温度呈线性的标准电流。 b. 数字表头指示：除输出功能外，仪表还具有液晶数字显示器，指示当前所测温度值，指示单位℃。 c. 指针表头指示：除输出功能外，仪表用指针表头指示输出的电流信号值，指示量程的0~100%。 1.4 型号规格分类 a. 型号分类（表1）

变送器的工作原理及其应用

电流变送器的工作原理及其应用 集成电流变送器亦称电流环电路，根据转换原理的不同可划分成以下两种类型：一种是电压／电流转换器，亦称电流环发生器，它能将输入电压转换成4～20mA 的电流信号（典型产品有1B21，1B22，AD693，AD694，XTR101，XTR106和XTR115）；另一种属于电流／电压转换器，也叫电流环接收器（典型产品为RCV420）。上述产品可满足不同用户的需要。电流变送器可以直接将被测主回路交流电流或者直流电流转换成按线性比例输出的DC4～20mA（通过250Ω 电阻转换DC 1～5V或通过500Ω电阻转换DC2～10V）恒流环标准信号，连续输送到接收装置（计算机或显示仪表）。

电流变送器的分类及概述 电流变送器分直流电流变送器和交流电流变送器两种。交流电流变送器是一种能将被测交流电流转换成按线性比例输出直流电压或直流电流的仪器，产品广泛应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政等部门的电气装置、自动控制以及调度系统。交流电流、电压变送器具有单路、三路组合结构形式，其特点为： 1、准确度高（典型：0.2% 最好0.05%）。 2、整个量程范围都有极高的线性度。 3、集成化程度高，结构简单，优良的温度特性和长期工作稳定性，使变送器免于定期校验。 直流电流变送器将被测信号变换成一电压，经HCNR200/201线性光耦直接变换成一个与被测信号成极好线性关系并且完全隔离的电压，再经恒压（流）至输出。具有原理非常简单，线路设计精炼，可靠性高，安装方便等优点。霍尔电流变送器。 什么是电流变送器？ 电流变送器可以直接将被测主回路交流电流转换成按线性比例输出的 DC4～20mA（通过250Ω 电阻转换DC 1～5V或通过500Ω电阻转换DC2～10V）恒流环标准信号，连续输送到接收装置（计算机或显示仪表）。电流变送器原副边高度绝缘隔离，两线制输出接线，辅助工作电源＋24V与输出信号线DC4～20mA共用，具有精度高，体积小、功耗小、频响宽、抗干扰、国内首创4种补偿措施和6大全面保护功能，两线端口防感应雷能力强，具有雷击波和突波的保护能力等优点。特别适用发电机、电动机、智能低压配电柜、空调、风机、路灯等负载电流的智能监控系统；电流变送器超低功耗，单只静态时0.096W，满量程功耗为0.48W，输出电流内部限制功耗为0.6W。 工作原理

压力变送器的原理安装和使用

压力变送器的原理安装和 使用 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

压力变送器的安装及使用 压力是重要的工业参数之一, 正确测量和控制压力对保证生产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。压力及差压的测量还广泛地应用在流量和液位的测量中。压力变送器的任务是将检测出来的非电量（物理量）大小转换为相应的电信号，传输到显示仪表中进行监视和控制，将非电量转换为电量的方法有： 1电容式压力变送器 2扩散硅压阻变送器 3电感式变送器 4振弦式变送器 20世纪80年代中末期，国内开始引进国外生产的压力变送器，主要是非智能的，在选购变送器时，要根据生产工艺过程的不同压力检测点的压力，来选择不同压力变送器的量程，由于被测压力点数量多，订货时，所定压力变送器的规格多，同时，在备件上造成很大的资金积压。由于早期的压力变送器没有微处理器进行各种性能的补偿，容易受到环境的影响，造成仪表的漂移和测量不准确。 美国霍尼韦尔（HONEYWELL）公司于1983年独家率先向全世界推出智能化现场仪表ST3000 100系列全智能压力变送器，这是对传统现场仪表的一次深刻变革！它为工业自动化仪表及其系统应用，向更高层次的发展奠定了基础，全智能变送器的问世，开创了现场仪表的新纪元。 美国霍尼韦尔公司在92年4月向中国推出了ST3000/900系列全智能变送器，它具有数字式全智能变送器的全部优越性能，而价格接近传统模拟式常规变送器。97年底，霍尼韦尔公司又推出可测高温的压力变送器，现场环境温度最高可达150℃。通过使用专用的手操器，可以对运行中的变送器进行零点、量程、变送器的工作温度、使用单位等很多参

电容式压力变送器工作原理

电容式压力变送器工作原理 1、主要特点 1151系列智能电容式变送器除了一般电容式变送器的固有特点外，还具有如下特点： ·智能电子部件仅由一块组成 ·量程比15：1或10：1 ·0-0.6－0-42000KPa ·就地按鍵调整量程和零点·可更新现存的TY-1151(包括1151)各种模拟式变送器为智能仪表 ·符合HART协议，可用HART通讯器268、275与本智能表进行双向通讯而不中断输出信号 ·在采用HART协议的分散控制系统中同主机进行双向通讯 ·具有自诊断和远传诊断功能 ·带有EEPROM，不怕断电丢失数据 2、工作原理 被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离 片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通

过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器 相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。 A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号，其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送 器的工作。另外，它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、阻尼、开方，，传感器微调等运 算，以及诊断和数字通信。 本微处理器中有16字节程序的RAM，并有三个16位计数器，其中之一执行A /D转换。 D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据，这些数据可用变送器软件修改。数据贮存 在EEPROM内，即使断电也保存完整。 数字通信线路为变送器提供一个与外部设备(如275型智能通信器或采用HART协议的控制系统)的连接 接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号，并通过回路传送所需信息。 通信的类型为移频鍵控FSK 技术并依据BeII202标准。