变送器是中文名字，英文是：TRANSMITTER

顾名思义，变送器含有“变”和“送”之意。

所谓“变”，是指将各种从传感器来的物理量，转变为一种电信号。比如：利用热电偶，将温度转变为电势；利用电流互感器，将大电流转换为小电流。由于电信号最容易处理，所以，现代变送器，均将各种物理信号，转变成电信号。因此，我们说的变送器，通常都变成了“电”。

所谓“送”，是指将各种已变成的电信号，为了便于其他仪表或控制装置接收和传送，又一次通过电子线路，将传感器来的电信号，统一化（比如4-20MA）。方法是通过多个运算放大器来实现。这种“变”+“送”，就组成了现代最常用的变送器。

比如：SST3-AD 就是一种将电流互感器的输出电流，转变成标准的4-20MA的电流变送器；再比如：SST4-LD，可以将重量传感器来的重量信号，转变成标准的4-20MA的重量变送器。[1]

1、输 变送器（图2）入过载保护；

2、输出过流限制保护；

3、输出电流长时间短路保护；

4、两线制端口瞬态感应雷与浪涌电流TVS抑制保护；

5、工作电源过压极限保护≤35V；

6、工作电源反接保护。

应用在工业现场、能输出标准信号的传感器称为变送器。 变送器（图1）这个术语有时与传感器通用。

在《自动控制原理》中，变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。至于有时候与传感器通用是因为现代的多数传感器的输出信号已经是通用的控制器可以接收的信号，此信号可以不经过变送器的转换直接为控制器所识别。所以，传统意义上的“变送器”意义应该是：“把传感器的输出信号转换为可以被控制器或者测量仪表所接受标准信号的仪器”。在自控中：信号源-->传感器-->变送器-->运算器控制器-->执行机构-->控制输出。

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协议方式输出的设备。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（transmitter）是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号（或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源）的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。变送器的种类很多，用在工控仪表上面的变送器主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等等。

生产资料市场化以后，加剧激烈的竞争， 变送器（图3）真假优劣难辨，又因变送器是边缘学科，很多工程设计人员对此较陌生，有些厂家产品工业级别和民用商用级别指标混淆（工业级的价格是民用商用级的2-3倍）。

以常用的0.5级精度的电流电压变送器为例，从以下方法着手来辨别真假优劣：

1、基准要稳，4mA是对应的输入零位基准，基准不稳，谈何精度线性度，冷开机3分锺内4mA的零位漂移变化不超过4.000mA0.5%以内；（即3.98-4.02mA），负载250Ω上的压降为0.995-1.005V，国外IC芯片多用昂贵的能隙基准，温漂系数每度变化10ppm；

2、内电路总计消耗电流<4mA，加整定后等于4.000mA，而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化，国外IC心片采用恒流供电；

3、当工作电压24.000V时，满量程20.000mA时，满量程20.000mA的读数不会因负载0-700Ω变化而变化；变化不超过20.000mA0.5%以内；

4、当满量程20.000mA时，负载250Ω时， 变送器（图4）满量程20.000mA的读数不会因工作电压15.000V-30.000V变化而变化；变化不超过20.000mA0.5%以内；

5、当原边过载时，输出电流不超过25.000mA+10%以内，否则PLC/DCS内供变送器用的24V工作电源和A/D输入箝位电路因功耗过大而损坏，另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏，无A/D输入箝位电路的更遭殃；

6、当工作电压24V接反时不得损坏变送器，必须有极性保护；

7、当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24V时要箝位，不得损坏变送器；一般在两线之间并联1-2只TVS瞬态保护二极管1.5KE可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击，瞬态承受冲击功率1.5KW-3KW；

8、产品标示的线性度0.5%是绝对误差还是相对误差，可以按以下方法来辨别方可一目了然：符合下述指标是真的线性度0.5%；

原边输入为零时输出4mA正负0.5%（3.98-4.02mA）， 变送器（图5）负载250Ω上的压降为0.995-1.005V；

原边输入10%时输出5.6mA正负0.5%（5.572-5.628mA）负载250欧姆上的压降为1.393-1.407V；

原边输入25%时输出8mA正负0.5%（7.96-8.04mA）负载250Ω上的压降为1.990-2.010V；

原边输入50%时输出12mA正负0.5%（11.94-12.06mA）负载250Ω上的压降为2.985-3.015V；

原边输入75%时输出16mA正负0.5%（15.92-16.08mA）负载250Ω上的压降为3.980-4.020V；

原边输100%时输出20mA正负0.5%（19.90-20.10mA）负载250Ω上的压降为4.975-5.025V。

9、原边输入过载时必须限流： 变送器（图6）原边输入过载大于125%时输出过流限制25mA+10%（25.00-27.50mA）负载250Ω上的压降为6.250-6.875V；

10、感应浪涌电压超过24V时有无箝位的辨别：在两线输出端口并一个交流50V指针式表头，用交流50V接两根线去瞬间碰一下两线输出端口，看有无箝位，箝位多少伏可一目了然啦；

11、有无极性保护的辨别：用指针式万用表Ω乘10K档正反测量两线输出端口，总有一次Ω阻值无限大，就有极性保护；

12、有无极输出电流长时间短路保护：原边输入100%时或过载大于125%-200%时，将负载250Ω短路，测量短路保护限制是否在25mA+10%；

13、工业级别和民用商用级别的辨别：工业级别工作温度范围是-25度到+70度，温漂系数是每度变化100ppm，即温度每度变化1度，精度变化为万分之一；民用商用级别工作温度范围是0度（或-10度）到+70度（或+50度），温漂系数是每度变化250ppm，即温度每度变化1度，精度变化为万分之二点五；电流电压变送器的温漂系数可以用恒温箱或高低温箱来试验验证较繁琐。

上述13种方法同样可用与其它变送器真假优劣的辨别。

变送器的种类很多，用在工控仪表上面的变送器主要有温度变送器， 变送器（图9）压力变送器，流量变送器，电流变送器，电压变送器等等。

变送器在仪器、仪表和工业自动化领域中起着举足轻重的作用。与传感器不同，变送器除了能将非电量转换成可测量的电量外，一般还具有一定的放大作用。

一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。

热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、 变送器（图11）反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。

热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，最后放大转换为4～20mA电流输出信号。为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故，变送器中还设有断电保护电路。当热电偶断丝或接解不良时，变送器会输出最大值（28mA）以使仪表切断电源。

一体化温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。

一体化温度变送器的输出为统一的4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。也可用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。

电容式物位变送器适用于工业企业在生产过程中进行测量和控制生产过程， 变送器（图13）主要用作类导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远距离连续测量和指示。

电容式液位变送器由电容式传感器与电子模块电路组成，它以两线制4～20mA恒定电流输出为基型，经过转换，可以用三线或四线方式输出，输出信号形成为1～5V、0～5V、0～10mA等标准信号。电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组成。当料位上升时，因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电常数，所以电容量随着物料高度的变化而变化。变送器的模块电路由基准源、脉宽调制、转换、恒流放大、反馈和限流等单元组成。采用脉宽调特原理进行测量的优点是频率较低，对周围元射频干扰、稳定性好、线性好、无明显温度漂移等。

超声波变送器分为一般超声波变送器（无表头）和一体化超声波变送器两类，一体化超声波变送器较为常用。

一体化超声波变更新器由表头（如LCD显示器）和探头两部分组成， 变送器（图14）这种直接输出4～20mA信号的变送器是将小型化的敏感元件（探头）和电子电路组装在一起，从而使体积更小、重量更轻、价格更便宜。超声波变送器可用于液位。物位的测量和开渠、明渠等流量测量，并可用于测量距离。

锑电极酸度变送器是集PH检测、自动清洗、电信号转换为一体的工业在线分析仪表，它是由锑电极与参考电极组成的PH值测量系统。在被测酸性溶液中，由于锑电极表面会生成三氧化二锑氧化层，这样在金属锑面与三氧化二锑之间会形成电位差。该电位差的大小取决于三所氧化二锑的浓度，该浓度与被测酸性溶液中氢离子的适度相对应。如果把锑、三氧化二锑和水溶液的适度都当作1，其电极电位就可用能斯特公式计算出来。

锑电极酸度变送器中的固体模块电路由两大部分组成。为了现场作用的安全起见，电源部分采用交流24V为二次仪表供电。这一电源除为清洗电机提供驱动电源外，还应通过电流转换单元转换成相应的直流电压，以供变送电路使用。第二部分是测量变送器电路， 变送器（图15）它把来自传感器的基准信号和PH酸度信号经放大后送给斜率调整和定位调整电路，以使信号内阻降低并可调节。将放大后的PH信号与温度被偿

信号进行迭加后再差进转换电路，最后输出与PH值相对应的4～20mA恒流电流信号给二次仪表以完成显示并控制PH值。

酸、碱、盐浓度变送器通过测量溶液电导值来确定浓度。它可以在线连续检测工业过程中酸、碱、盐在水溶液中的浓度含量。这种变送器主要应用于锅炉给水处理、化工溶液的配制以及环保等工业生产过程。

酸、碱、盐浓度变送器的工作原理是：在一定的范围内，酸碱溶液的浓度与其电导率的大小成比例。因而，只要测出溶液电导率的大小变可得知酸碱浓度的高低。当被测溶液流入专用电导池时，如果忽略电极极化和分布电容，则可以等效为一个纯电阻。在有恒压交变电流流过时， 变送器（图16）其输出电流与电导率成线性关系，而电导率又与溶液中酸、碱浓度成比例关系。因此只要测出溶液电流，便可算出酸、碱、盐的浓度。

酸、碱、盐浓度变送器主要由电导池、电子模块、显示表头和壳体组成。电子模块电路则由激励电源、电导池、电导放大器、相敏整流器、解调器、温度补偿、过载保护和电流转换等单元组成。

它是通过测量溶液的电导值来间接测量离子浓度的流程仪表（一体化变送器），可在线连续检测工业过程中水溶液的电导率。

由于电解质溶液与金属导体一样的电的良导体，因此电流流过电解质溶液时必有电阻作用，且符合欧姆定律。但液体的电阻温度特性与金属导体相反，具有负向温度特性。为区别于金属导体，电解质溶液的导电能力用电导（电阻的倒数）或电导率（电阻率的倒数）来表示。当两个互相绝缘的电极组成电导池时，若在其中间放置待测溶液，并通以恒压交变电流，就形成了电流回路。如果将电压大小和电极尺寸固定，则回路电流与电导率就存在一定的函数关系。这样，测了待测溶液中流过的电流，就能测出待测溶液的电导率。

电导变送器的结构和电路与酸、碱、盐浓度变送器相同。

智能式变送器是由传感器和微处理器（微机）相结构而成的。 变送器（图17）它充分利用了微处理器的运算和存储能力，可对传感器的数据进行处理，包括对测量信号的调理（如滤波、放大、A/D转换等）、数据显示、自动校正和自动补偿等。

微处理器是智能式变送器的核心。它不但可以对测量数据进行计算、存储和数据处理，还可以通过反馈回路对传感器进行调节，以使采集数据达到最佳。由于微处理器具有各种软件和硬件功能，因而它可以完成传统变送器难以完成的任务。所以智能式变送器降低了传感器的制造难度，并在很大程主上提高了传感器的性能。另外，智能式变送器还具有以下特点：

1、具有自动补偿能力，可通过软件对传感器的非线性、温漂、时漂等进行自动补偿；

2、可自诊断，通电后可对传感器进行自检，以检查传感器各部分是否正常，并作出判断；

3、数据处理方便准确，可根据内部程序自动处理数据， 变送器（图18）如进行统计处理、去除异常数值等；

4、具有双向通信功能。微处理器不但可以接收和处理传感器数据，还可将信息反馈至传感器，从而对测量过程进行调节和控制；

5、可进行信息存储和记忆，能存储传感器的特征数据、组态信息和补偿特性等；

6、具有数字量接口输出功能，可将输出的数字信号方便地和计算机或现场总线等连接。[1]

压力变送器的技术发展：

压力、差压变送器是过程变量变送器中最重要的一类，应用范围很广，除了可用于压力、差压测量之外，还可用于流量、液位、比重等其他参数测量。一条5000t/d的水泥生产线，在工艺流程各关键部位必须设置压力变送器，如在窑头、窑尾，各级预热器的顶部和底部，各次风管和冷却机各室等，以监控工艺正常运行。据统计，一条新型干法水泥生产线共需设置压力变送器约为80台。

压力变送器按测量机理来分，最常用的有电容式、电感式、扩散硅、振弦式等。除了用于测窑头负压的DR型微差压变送器的精确度是0.5%以外，其余大多是0.25%，它的特点是采用4mA～20mA传输的模拟仪表，就地显示表头为指针式，量程比在6：1左右，稳定性为6个月，这是第一代模拟式变送器。第二代产品是智能变送器，所谓智能的概念是：传感器和变送器是由微处理器驱动，并且具有通信与自我诊断的能力。智能压力变送器除了有高精确度（0.1%～0.075%），大量程比（最大可到100：1）和高稳定性（1～5年）外，它一般带有HART协议或生产公司的协议，后期的产品还带有符合现场总线国际标准的FF或PROFIBUS-PA协议，它就地显示表改为数字式，还可用手操器或在控制系统远程组态，实现远方设定或远方修改变送器组态数据。

进入21世纪，第三代变送器——数字智能式变送器又逐步进入人们的视野。第三代变送器由于采用了先进的检测技术，消除了湿气、粉尘及其他现场恶劣环境对变送器测量的影响，精确度更高，据称它的精确度均优于0.05%；量程分档更细，量程比扩大到200?1；稳定性达到5年以上；通讯协议更全，新的变送器还通过了安全论证，能保证在工艺条件超过临界值时安全停机。由于第二代变送器已能满足水泥厂监控要求，且第三代变送器价格还较高，故笔者认为在水泥厂暂不宜推广。

智能温度变送器的技术发展：

温度也是过程变量变送器中很重要的一类，它是测量流量、密度及其他过程变量的基本要素之一。一条5000t/d的水泥生产线，在工艺流程及重要设备的关键部位必须设置温度变送器，据统计，一条新型干法水泥生产线共需设置压力变送器约为80～100台。

基于在温度测量的发展上已取得了巨大进步，它也促进了在过程控制工业领域中温度变送器精确度、可靠性和重复性的提高，同时也为过程控制质量的不断提高做出了贡献。

所谓智能温度变送器指的是将温度传感器技术和附加的电子部件结合在一起的一种温度变送器，它可以实现远方设定或远方修改组态数据。纵观当前的温度变送器市场及水泥行业的应用，主要有三大类不同的智能温度变送器产品。从应用和成本的角度来看，每一类智能温度变送器都有其优点和不足之处。

1、防风雨型温度变送器这类温度变送器通常装在对变送器性能有很高要求、苛刻的应用场合，如在窑尾、分解炉、五级预热器等。这类温度变送器被封装在密封的壳体内，而这种壳体通常由不锈钢制成，其特点是精确度高、可靠性高、安全性好、防风雨，它的主要缺点是价格较高。它通常都带有现场表头，可现场监视、调整和组态。

2、DIN导轨安装、仪表盘安装型温度变送器这类温度变送器可以采用DIN导轨安装，通常在控制室内安装使用。它价格便宜，安装和维护简单，可以通过改变组态来匹配不同类型的温度传感器。由于同远程安装的传感器之间的连接导线较长导致测量精确度较低。在水泥厂磨系统可推荐使用这类温度变送器。

3、一体化温度变送器这类温度变送器可以直接安装在温度传感器的DIN连接头上，它的优点是安装费用低廉，体积小巧，兼容各种类型的温度传感器。由于这种温度变送器直接安装在温度传感器的接头上，所以电气连接和传感器接线都非常简单。水泥厂的窑系统除要求高的部位外，可采用一体化温度变送器，磨系统也可选用。

智能温度变送器所采用的通讯协议和压力变送器一样，处于支配地位是HART协议，另外还带有符合现场总线国际标准的FF或PROFIBUS-PA协议的产品。

过程变量变送器的技术发展：

当前过程变量变送器主要发展趋势是无线应用、更小的外形尺寸及多变量过程变送器的应用。由于有些水泥大集团局部辅助流程已采用了无线技术，无线变送器也将受到我国水泥行业的关注。将无线功能加到过程变量变送器是物有所值，考虑到有些水泥厂占有的物理空间很大，有些工艺测量的位置难于安装，而有些工艺测量点环境十分恶劣，用传统的硬连线安装器件成本又过高，如果消除过程变量变送器和控制电路之间连接，改用无线通讯能够节约能源，减少配线和维护费用，故将无线功能加到过程变量变送器是物有所值。

在新型干法水泥生产线中，过程变量变送器作为监控的眼睛是非常重要的，它精确度、可靠性、稳定性、安全性的提高，为过程控制质量和最终产品质量的不断提高做出了贡献。

变送器包括HP型(高静压)变送器和DR型(微差压)变送器、智能型变送器三种类型。

以上两类变送器与智能放大板组合，可构成智能型差压变送器，它可通过符合HART协议的手操器相互通讯，进行设定和监控。

HP型高静压变送器是一种适用于石化和电站高压装置的差压变送器，由于其耐压高达32MPa，并可承受单向过载压力而不被损坏，因此能可靠地用于高压系统的差压测量。

DR型微变送器可以将微小差压转换成4-20mA.Dc信号，它采用专门设计的放大线路板和特殊的温度补偿工艺，性能稳定可靠。它是用于炉膛燃烧室微压、一次和二次风量及气流损耗检测的理想产品。

变送器的探头为316不锈钢结构，可直接将其投入到被测液体中使用。传感器芯片由316不锈钢膜片与介质隔离，从而保证了它测量多种介质的液位。电气盒由电路腔室和接线腔室组成。零点和量程可在电路板上调节。

​扩散硅压力变送器具有工作可靠、性能稳定、安装使用方便、体积小、重量轻、性能价格比高等特点，能在各种正负压力测量中得到广泛应用。采用进口扩散硅或芯体作为压力检测元件，传感器信号经高性能电子放大器转换成0-10mA或4-20mA统一输出信号。可替代传统的远传压力表，霍尔元件、差动变送器，并具有DDZ-Ⅱ及DDZ-Ⅲ型变送器性能。能与各种型号的动圈式指示仪、数字压力表、电子电位差计配套使用，也能与智能调节仪或计算机系统配套使用。

扩散硅变送器选用进口扩散硅压力芯片制成，当外界液位发生变化时，压力作用在不锈钢隔离膜片上，通过隔离硅油传递到扩散硅压力敏感元件上引起电桥输出电压变化，经过精密的补偿技术、信号处理技术、转换成标准的电流信号。该电流信号的变化正比于液位的变化。

1）使用被测介质广泛，可测油、水及与316不锈钢和304不锈钢兼容的糊状物，具有一定 的防腐能力。

2）高准确度、高稳定性、选用进口原装传感器，线性好，温度稳定性高。

3）体积小、重量轻、安装、调试、使用方便

4）不锈钢全封闭外壳，防水好。　

5）压力传感器直接感测被测液位压力，不受介质起泡、沉积的影响。

当压力信号作用于传感器时，压力传感器将压力信号转换成电信号，经差分放大和输出放大器放大，最后经V/A电压电流转换成与被测介质（液体）的液位压力成线性对应关系的4-20mA标准电流输出信号。主要技术参数 　电源：24VDC 输出4～20mA 二线制 　零位可调范围：±5%F.S 　量程调节比：3：1以上 　量程范围：-100kPa～0～60MPa 　负载特性：负载在0～600Ω内（24VDC供电）维持恒流输出　隔爆型d Ⅱ BT4，本安型 ia Ⅱ CT5 　过压极限：2倍于以上限压力 　温度范围：过程：-20～60℃ 　精度等级：±0.5% 　稳定性：±0.2%F.S 　重量：约1kg 特点分析

● 精度高

● 量程、零点外部连续可调  扩散硅压力变送器● 稳定性能好

● 正迁移可达500%、负迁移可达600%

● 二线制

● 阻尼可调、耐过压

● 固体传感器设计

● 无机械可动部件、维修量少

● 重量轻（2.4kg）

● 全系列统一结构、互换性强

● 小型化（166mm总高）

● 接触介质的膜片材料可选

● 单边抗过压强

● 低压浇铸铝合金壳体

●超级的测量性能，用于压力、差压、液位、流量测量

●数字精度：+（-）0.05%

●模拟精度：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S

●全性能：+（-）0.25F.S

●稳定性：0.25% 60个月

●量程比：100：1

●测量速率：0.2S

●小型化（2.4kg）全不锈钢法兰，易于安装

●过程连接与其它产品兼容，实现最佳测量

●世界上唯一采用H合金护套的传感器（专利技术），实现了优良的冷、热稳定性

●采用16位计算机的智能变送器

●标准4-20mA，带有基于HART协议的数字信号，远程操控

●支持向现场总线与基于现场控制的技术的升级。