变送器是从传感器发展而来的,凡是能输出标准信号的传感器。标准信号是指物理量的形式和数量范围都符合国际标准的信号。由于直流信号具有不受线路中电感、电容及负载性质的影响,不存在相移问题等优点,所以国际电工委员会(IEC)将电流信号 4mA~20mA(DC)和电压信号 1V~5V(DC)确定为过程控制系统中模拟信号的统一标准。
变送器是基于负反馈原理工作的,它主要由测量部分、放大器和反馈部分组成。
测量部分用于检测被测变量x,并将其转换成能被放大器接受的输入信号Zi(电压、电流、位移、作用力或力矩等信号)。反馈部分则把变送器的输出信号y转换成反馈信号Zf,再回送至输入端。Zi与调零信号Zo的代数和同反馈信号Zf进行比较,其差值ε送入放大器进行放大,并转换成标准输出信号y。
实验室经常用U形管汞压力计测量从真空到外界大气压这一区间的压力。虽然这种方法原理简单、形象之光,但由于汞的毒害以及不便于远距离观察和自动记录,因此这种压力计逐渐被数字式电子压力计所取代。数字式电子压力计具有体积小、度高、操作简单,便于远距离观测和能够实现自动记录等优点,目前已经得到广泛的应用。主要压力传感器、测量电路和电性指示器三部分组成。压力传感器主要由波纹管、应变梁和半导体应变片组成。
测量流体压力的仪器。通常都是将被测压力与某个参考压力(如大气压力或其他给定压力)进行比较,因而测得的是相对压力或压力差。按工作原理不同可分为液柱式、弹性式和传感器式3种形式。液柱式如U型管压力计、排管压力计等,是根据流体静力学原理将压力信号转变为液柱高度信号,常使用水、酒精或水银作为测压工质。弹性式如包登管压力计,将压力信号转变为弹性元件的机械变形量,以指针偏转的方式输出信号。工业系统中多使用此类压力计。压力传感器的原理是将压力信号转变为某种电信号,如应变式,通过弹性元件变形而导致电阻变化;压电式,利用压电效应等。液柱式压力计结构简单,灵敏度和度都高,常用于校正其他类型压力计,缺点是体积大、反应慢、难于自动测量。弹性式压力计使用方便、测压范围大,但精度较低,同样不能自动测量。各种压力传感器均能小型化,比较和快速测量,尤能测量动态压力,实现多点巡回检测、信号转换、远距离传输、与计算机相连接、适时处理等,因而得到迅速发展和广泛应用。