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西门子传感器通用设计原理

西门子传感器通用原理

    所有的西门子传感器测量系统都是将诸如温度、湿度、压力等的物理变量以某种响应特性变成输出信号。响应特性(例如Tt=死区时间,T=时间常数或者迟延)表示测量系统的反应特性。

死区时间Tt的转换,例如混水温度

    由于阀门在给定的行程内调节,阀门内的混水温度可以在没有任何时间延迟的情况下改变。但是,阀门和温度传感器之间有一定的距离。在传感器感测这些变化之前,混水必须经过这么长的距离。这一段流动所需的时间就被成为死区时间。

时间常数T的转换

    没有传感器可以瞬间转换被测变量的变化。转换时间的滞后(时间常数或者滞后T)可以以图表的形式表达出来。

    用来转变被测物理量到63%时的变化量所需的时间称为时间常数T。通常需要5倍于时间常数T的时间可以将被测变量99%的变化量进行转换。

响应特性举例

传感器的输出信号

传感器将被测变量转换成输出信号
传感器(测量设备)根据输出信号分为两种

开关设备,例如:

温控器、恒湿器、压力开关

模拟(连续变化的)信号,例如:

温度传感器、湿度传感器、压力传感器

开关输出的传感器

    如果系统安装了开关型传感器,例如温控器,要注意温度值波动会比温控器本身的开关偏差要大。虽然温控器在样本中规定的转换点工作,但是系统惯性(余热、死区时间等)会引起受控变量超调或者欠调,导致最终测量温度的波动(动态开关偏差)会比温控器本身的静态开关偏差要大。

模拟量输出的传感器

    模拟量输出的传感器产生一个连续变化或者无级输出的信号。每一个被测变量(温度、压力、湿度等)都给定一个输出值,并且输出信号是标准信号。通常来说,压力、电流、电压或者电阻信号通常是用于这种应用的。

电气控制系统的传感器有不同的输出信号,如电流、电压、电阻。

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