液位 1、浮球式液位傳感器 浮球式液位傳感器由磁性浮球、測量導(dǎo)管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。 一般磁性浮球的比重小于0.5,可漂于液面之上并沿測量導(dǎo)管上下移動。導(dǎo)管內(nèi)裝有測量元件,它可以在外磁作用下將被測液位信號轉(zhuǎn)換成正比于液位變化的電阻信號,并將電子單元轉(zhuǎn)換成4~20mA或其它標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。該傳感器為模塊電路,具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優(yōu)點,電路內(nèi)部含有恒流反饋電路和內(nèi)保護電路,可使輸出大電流不超過28mA,因而能夠可靠地保護電源并使二次儀表不被損壞。 2、浮筒式液位傳感器 浮筒式液位傳感器是將磁性浮球改為浮筒,它是根據(jù)阿基米德浮力原理設(shè)計的。浮筒式液位傳感器是利用微小的金屬膜應(yīng)變傳感技術(shù)來測量液體的液位、界位或密度的。它在工作時可以通過現(xiàn)場按鍵來進行常規(guī)的設(shè)定操作。 3、靜壓或液位傳感器 該傳感器利用液體靜壓力的測量原理工作。它一般選用硅壓力測壓傳感器將測量到的壓力轉(zhuǎn)換成電信號,再經(jīng)放大電路放大和補償電路補償,后以4~20mA或0~10mA電流方式輸出。
電導(dǎo) 它是通過測量溶液的電導(dǎo)值來間接測量離子濃度的流程儀表(一體化傳感器),可在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中水溶液的電導(dǎo)率。 由于電解質(zhì)溶液與金屬導(dǎo)體一樣的電的良導(dǎo)體,因此電流流過電解質(zhì)溶液時必有電阻作用,且符合歐姆定律。但液體的電阻溫度特性與金屬導(dǎo)體相反,具有負向溫度特性。為區(qū)別于金屬導(dǎo)體,電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力用電導(dǎo)(電阻的倒數(shù))或電導(dǎo)率(電阻率的倒數(shù))來表示。當(dāng)兩個互相絕緣的電極組成電導(dǎo)池時,若在其中間放置待測溶液,并通以恒壓交變電流,就形成了電流回路。如果將電壓大小和電極尺寸固定,則回路電流與電導(dǎo)率就存在一定的函數(shù)關(guān)系。這樣,測了待測溶液中流過的電流,就能測出待測溶液的電導(dǎo)率。電導(dǎo)傳感器的結(jié)構(gòu)和電路與酸、堿、鹽濃度傳感器相同。
傳感器靜態(tài) 傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號,傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關(guān),所以它們之間的關(guān)系,即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程,或以輸入量作橫坐標(biāo),把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有:線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等。 線性度:指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內(nèi)實際特性曲線與擬合直線之間的大偏差值與滿量程輸出值之比。 靈敏度:靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。用S表示靈敏度。 遲滯:傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到小(反行程)變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號,傳感器的正反行程輸出信號大小不相等,這個差值稱為遲滯差值。 重復(fù)性:重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時,所得特性曲線不一致的程度。 漂移:傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下,傳感器輸出量隨著時間變化,此現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面:一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù);二是周圍環(huán)境(如溫度、濕度等)。 分辨力:當(dāng)傳感器的輸入從非零值緩慢增加時,在超過某一增量后輸出發(fā)生可觀測的變化,這個輸入增量稱傳感器的分辨力,即小輸入增量。 閾值:當(dāng)傳感器的輸入從零值開始緩慢增加時,在達到某一值后輸出發(fā)生可觀測的變化,這個輸入值稱傳感器的閾值電壓。
傳感器動態(tài) 所謂動態(tài)特性,是指傳感器在輸入變化時,它的輸出的特性。在實際工作中,傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因為傳感器對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實驗方法求得,并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,往往知道了前者就能推定后者。常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。
線性度 通常情況下,傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù),常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個性能指標(biāo)。 擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點偏差的平方和為小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為小二乘法擬合直線。
靈敏度 靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。 它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系,則靈敏度S是一個常數(shù)。否則,它將隨輸入量的變化而變化。 靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。 當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數(shù)。 提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。
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