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從八個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語解讀變送器和傳感器的區(qū)別

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  • 發(fā)布時(shí)間:2013/10/28 10:52:46
  • 作者:AnyWay中國

一、變送器和傳感器的英文

  在百度在線英語翻譯中,傳感器變送器的英文分別為:
  傳感器:sensor/transducer
  變送器:transmitter/transducer
變送器和傳感器
圖1 變送器和傳感器

二、相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變送器和傳感器的定義

1、GB7665-2005傳感器專用術(shù)語

  傳感器 seosor/transducer
  能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。
  并明確傳感器包括物理量傳感器(physical transtucer/seosor)、化學(xué)量傳感器(chemical transtucer/seosor)、生物量傳感器(biological transducer/sersor),而并非像某些標(biāo)準(zhǔn)定義中將被測量限制為物理量。

2、GB/T 2900.1-2008 電工術(shù)語 基本術(shù)語

  [信號(hào)]傳感器 (signal)transducer
  將一種表示信息的物理量轉(zhuǎn)換成另一種表示同樣信息的物理量的器件,兩個(gè)物理量中有一個(gè)是電量。
  轉(zhuǎn)換器 converter
  將一種表示信息的電量轉(zhuǎn)變成另一種表示同樣信息的電量的器件。
  [電]傳感器 (electric)sensor
  [電]傳感器
  被某一物理現(xiàn)象激發(fā)后產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)來表征此物理現(xiàn)象的器件。

3、GB/T 2900.90-2012 電工術(shù)語 電工電子測量和儀器儀表 第4部分:各類儀表的特殊術(shù)語

  變送器的測量元件 measureing element of a transducer
  將被測量或某一部分轉(zhuǎn)換為相應(yīng)信號(hào)的變送器的單元或模塊

4、GB/T 17614.1-1998 工業(yè)過程控制系統(tǒng)用變送器 第1部分:性能評(píng)定方法

  變送器 transmiter
  響應(yīng)被測變量以產(chǎn)生一個(gè)與被測變量值有規(guī)定連續(xù)關(guān)系供傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的裝置

5、GB/T13850-1998 交流電量轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量或數(shù)字信號(hào)的電測量變送器

  電測量變送器electrical measuring transducer
  為測量目的,將交流被測量轉(zhuǎn)換為直流電流、直流電壓或數(shù)字信號(hào)的裝置。
  本標(biāo)準(zhǔn)定義的變送器包括模擬量和數(shù)字量兩種輸出方式,未像其它標(biāo)準(zhǔn)一樣強(qiáng)調(diào)輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。在模擬量輸出變送器中明確了輸出的可選標(biāo)準(zhǔn)值,而在數(shù)字量輸出變送器中僅要求數(shù)字輸出信號(hào)應(yīng)符合變送器準(zhǔn)確度和響應(yīng)時(shí)間及通訊系統(tǒng)的要求。

6、DL/T 862-2004 水電廠非電量變送器、傳感器運(yùn)行管理與檢驗(yàn)規(guī)程

  本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變送器和傳感器同時(shí)做了定義:
  變送器 transmiter
  變送器是將被測量轉(zhuǎn)換為與之有一定連續(xù)關(guān)系供傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的裝置。不論其輸入量性質(zhì)和大小如何,都具有如DC 4mA^2OmA. DC OV-10V等標(biāo)準(zhǔn)化輸出量。
  傳感器 transducer/sensor
  傳感器是指能將被測的非電物理量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的易于精確處理的電量或電參量輸出的一種測量裝置。
  非電量變送器 transmiter of non-electric elements
  非電量變送器是指用來測量溫度、壓力、液位、流量、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、位移等非電量的變送器,它與電工測量變送器結(jié)構(gòu)上所有不同, 自身帶有傳感元件?! ?/div>

7、JJG 882-2004 壓力變送器檢定規(guī)程

  壓力變送器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表,而且其輸出信號(hào)與壓力變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系(通常為線性函數(shù))。

8、JJG石油 31-94 一體化溫度變送器檢定規(guī)程

  該規(guī)程對(duì)一體化溫度變送器的定義為:將變送電路直接裝入敏感元件的接線盒內(nèi),通過外殼和連接管形成一體化結(jié)構(gòu),可直接安裝于現(xiàn)場使用的變送器。變送器采用二線制信號(hào)傳輸方式,即變送器電源線又作為信號(hào)線,輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)的4~20mADC。

三、變送器和傳感器的區(qū)別的幾種觀點(diǎn)

1、狹義的變送器觀點(diǎn)

  傳感器包含敏感元件和轉(zhuǎn)換元件,這一點(diǎn)是沒有爭議的。
  狹義的變送器觀點(diǎn)認(rèn)為:變送器和傳感器的區(qū)別主要在于變送器不備敏感元件,變送器需要與傳感器連接一起完成測量功能。變送器的作用是將傳感器輸出信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化。即:變送器是傳感器的輔助電路。
  自動(dòng)控制領(lǐng)域一般支持該觀點(diǎn)。
  但是,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)基本上都不支持該觀點(diǎn):
  a、“DL/T 862-2004 水電廠非電量變送器、傳感器運(yùn)行管理與檢驗(yàn)規(guī)程”中對(duì)非電量變送器的定義為:指用來測量溫度、壓力、液位、流量、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、位移等非電量的變送器,它與電工測量變送器結(jié)構(gòu)上所有不同,自身帶有傳感元件。規(guī)程認(rèn)為,電工測量變送器不含傳感元件。同時(shí),規(guī)程也認(rèn)為,非電量變送器包含傳感元件。
  b、“JJG石油 31-94 一體化溫度變送器”對(duì)一體化溫度變送器的定義為:將變送電路直接裝入敏感元件的接線盒內(nèi),通過外殼和連接管形成一體化結(jié)構(gòu),可直接安裝于現(xiàn)場使用的變送器。
規(guī)程認(rèn)為一體化溫度變送器是敏感元件與變送電路的組合。這里的變送電路,應(yīng)當(dāng)指狹義的變送器,而一體化溫度變送器指廣義的變送器。
  c、“GB/T 2900.90-2012”中雖未對(duì)變送器進(jìn)行直接定義,但是定義了變送器的測量元件(measureing element of a transducer),至少是支持變送器可以包含測量元件的觀點(diǎn),這里的測量元件,應(yīng)當(dāng)指敏感元件。

2、變送器屬于傳感器

  變送器輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的觀點(diǎn)得到了普遍的認(rèn)可。
  清華大學(xué)出版社 王家楨編著《傳感器與變送器》中認(rèn)為:
  傳感器和變送器都具有檢測某種變量并把檢測結(jié)果傳送出去的功能,它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中,是獲取、處理、傳送各種信息的硬件。
  按照傳統(tǒng)觀念,傳感器歸入檢測技術(shù),變送器則屬于自動(dòng)化儀表。
  變送器是從傳感器發(fā)展而來的,凡能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器就稱為變送器。
  本著作認(rèn)為變送器和傳感器的區(qū)別主要在于應(yīng)用領(lǐng)域,并且支持變送器是傳感器的一種的觀點(diǎn)。
  此外,第二節(jié)列舉標(biāo)準(zhǔn)中凡是對(duì)變送器做了定義的均支持變送器輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的觀點(diǎn)。

3、傳感器屬于變送器

  “DL/T 862-2004 水電廠非電量變送器、傳感器運(yùn)行管理與檢驗(yàn)規(guī)程” 中對(duì)變送器和傳感器的區(qū)別的描述主要在于輸入和輸出:變送器強(qiáng)調(diào)輸出為標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào),而傳感器輸出則是易于精確處理的電量或電參量,顯然,標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)應(yīng)該屬于易于精確處理的電量或電參量。同時(shí),強(qiáng)調(diào)了傳感器的輸入為非電物理量。
  按照這個(gè)觀點(diǎn),如果輸出都是標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),則傳感器是變送器的一種。
  人們習(xí)慣將傳感器與人類的五官類比,從這個(gè)角度講,傳感器最確切的英文單詞應(yīng)該是Sensor。
  從這個(gè)角度講,對(duì)傳感器的輸入做非電量限制是合理的,但是,限制為物理量則不合適。應(yīng)該像“GB7665-2005傳感器專用術(shù)語”定義一樣,傳感器應(yīng)當(dāng)包含物理量、化學(xué)量和生物量傳感器。

四、關(guān)于變送器輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的理解

  幾種觀點(diǎn)都認(rèn)可了變送器和傳感器的區(qū)別之一是變送器輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
  然而,什么是標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)?
  一體化溫度變送器一般輸出4~20mA信號(hào),4~20mA是被廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),然而,如果為了提高抗干擾能力,將變送器輸出電流放大至十倍,改為40~200mA輸出。改造后的測量裝置,是否還可以稱為變送器呢?
  顯然,按照傳感器包含敏感元件和轉(zhuǎn)換元件的觀點(diǎn),稱為傳感器也是可以的。但如果說不能稱為變送器,似乎有點(diǎn)牽強(qiáng)!
  個(gè)人認(rèn)為,我們沒有必要糾結(jié)哪些信號(hào)屬于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),而是應(yīng)該更多地考慮輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的意義!
  首先,輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有利于統(tǒng)一二次儀表的輸入。
  其次,標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)還應(yīng)具有更廣的適用性,比如說,4~20mA輸出具有較強(qiáng)的電磁兼容性。
  隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,電子式、數(shù)字式的二次儀表開始逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械式儀表,這類儀表大多采用多量程,具有較寬的測量范圍,對(duì)輸入信號(hào)即變送器輸出信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化的要求正在逐步弱化。
  隨著變頻器、斬波器、逆變器、整流器等大功率非線性設(shè)備的廣泛應(yīng)用,工業(yè)現(xiàn)場電磁環(huán)境日趨復(fù)雜,4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)受到了挑戰(zhàn)!
  比如說,現(xiàn)有的霍爾電流傳感器和電壓傳感器大部分均采用電流輸出,LEM公司的6400V霍爾電壓傳感器LV200-AW/2/6400額定輸出電流為80mA,而額定電流2000A霍爾電流傳感器額定輸出電流為400mA。顯然,作為有源傳感器,輸出大電流信號(hào)不論從電路成本還是溫漂等角度考慮都是不利的因數(shù),之所以采用大信號(hào)輸出,主要目的就是為了滿足電磁兼容的需要。
  銀河電氣研制的SP系列變頻功率傳感器和DT系列數(shù)字變送器,跳出傳統(tǒng)思維,在傳感器/變送器環(huán)節(jié),直接將被測信號(hào)數(shù)字化,輸出為數(shù)字信號(hào),數(shù)字信號(hào)采用光纖傳輸可以完全避免傳輸環(huán)節(jié)的干擾(詳見“銀河百科_前端數(shù)字”),并且可截?cái)鄠鞲衅?變送器的主要干擾途徑,從而大幅度提升傳感器/變送器的電磁兼容性。在新編制的“變頻電量測量用變送器”標(biāo)準(zhǔn)中,SP系列變頻功率傳感器和DT系列數(shù)字變送器均屬于變送器。

五、結(jié)語

  傳感器和變送器都具有檢測某種變量并把檢測結(jié)果傳送出去的功能。
  傳感器和變送器都包含敏感元件和轉(zhuǎn)換元件。
  傳感器側(cè)重于敏感元件,傾向于輸入與輸出的轉(zhuǎn)變。
  變送器側(cè)重于轉(zhuǎn)換元件,傾向于輸出信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化和易用化。
  狹義的變送器相當(dāng)于傳感器中的轉(zhuǎn)換元件,輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
  在檢測技術(shù)領(lǐng)域一般稱為傳感器,而自動(dòng)化儀表領(lǐng)域習(xí)慣稱為變送器。
  隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展,檢測技術(shù)與自動(dòng)化儀表技術(shù)交叉發(fā)展,互相促進(jìn),并將逐漸趨于統(tǒng)一,變送器和傳感器的區(qū)別日漸模糊,集成一體化變送器有逐漸取代傳統(tǒng)傳感器的趨勢。


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