计算机控制系统中的检测设备和执行机构

第2章 计算机控制系统中的检测设备和执行机构
传感器和变送器
过程控制中常用的执行器
运动控制中常用的执行机构
2.1 传感器和变送器
传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器的输出信号有多种形式，如电压、电流、频率、脉冲等，输出信号的形式由传感器的原理确定。
变送器在控制系统中起着至关重要的作用，它将工艺变量(如温度、压力、流量、液位、成份等)和电、气信号(如电流、典压、频率、气压信号等)转换成该系统统一的标准信号。因此，变送器的性能、精度等指标对控制系统影响重大。
2.1 传感器和变送器
主要内容：
信号传输及供电的四线制与两线制
压力检测及变送
温度检测和变送
流量检测及变送
物位检测及变送
其它检测仪表和装置
2.1.1 信号传输及供电的四线制与两线制
变送器安装在现场，它的气源或电源从控制室送来，而输出信号送到控制室。气动变送器用两根气动管线分别传送气源和输出信号。
电动模拟式变送器采用二线制或四线制传输电源和输出信号。
HART协议
智能式变送器采用双向全数字量传输信号，即现场总线通讯方式；目前广泛采用一种过渡方式，即在一条通讯电缆中同时传输4~20mA电流信号和数字信号，这种方式称为HART协议通讯方式。智能式变送器的电源也由通信电缆传输。
HART协议
HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信协议是数字式仪表实现数字通信的一种协议，具有HART通信协议的变送器可以在一条电缆上同时传输4~20mADC的模拟信号和数字信号。
HART通信协议是依照国际标准化组织(ISO)的开放式系统互连(OSI)参考模型，简化并引用其中三层：物理层、数据链路层、应用层而制定的。物理层规定了信号的传输方法和传输介质；数据链路层规定了数据帧的格式和数据通讯规程；应用层规定了通讯命令的内容。
2.1.2压力检测及变送
压力检测的主要方法和分类
电容式差压变送器
压力检测的主要方法和分类
按敏感元件和转换原理的特性不同，一般
分为以下几类：
液注式压力检测 ：
依据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度来实现测量的。
U型管压力计、单管压力计、补偿微压计等。
结构简单、使用方便，但其精度受工作液的毛细管作用、密度及视差等因素的影响。
一般用于测量较低压力、真空度或压力差。