有关传感器和检测仪表的思索
关键词：传感器检测仪表创新功能原理结构
一概述
在工业生产、科学研究中，几乎所有的参数获取都依靠传感器和检测仪表，一条生产流水线通常使用为数众多的温度、压力、流量、物位、重量、成分传感器和检测仪表。据介绍，2台300MW机组的传感器和检测仪表总数不少于2000，上海赛科一体化项目总共有80000个I/O点和1万多台FF总线装置，其中绝大多数是来自传感器和检测仪表的信号。
即使在日常生活中，人们也越来越离不开传感器和检测仪表，一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器和数台显示仪表，而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只，显示仪表可多达数十台。传感器中，仅汽车发动机用传感器就有很多种，如温度传感器、压力传感器、旋转传感器、流量传感器、位置传感器、浓度传感器、爆震传感器等。在汽车轮胎内嵌入的微型传感器将压力传感器和微型温度传感器集成在一起，同时测出压力和温度，便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。微型传感器的使用可以保持轮胎适当充气，避免充气过量或不足，从而可节约燃油10%。再如汽车上的雨量传感器隐藏在前风挡玻璃后面，它能根据落在玻璃上雨水量的大小来调整雨刷的动作，因而大大减少了开车人的烦恼。雨量传感器不是以几个有限的挡位来变换雨刷的动作速度，而是对雨刷的动作速度作无级调节。它有一个发光二级管负责发送远红外线，当玻璃表面干燥时，光线几乎是100%地被反射回来，这样光电二级管就能接收到很多的反射光线，结果是雨刷不动作；当玻璃上的雨水越多时，反射回来的光线就越少，其结果是雨刷动作越快。即使是价格低廉的简易型电动自行车，也至少得装有电压表和车速表。洗衣机、冰箱中也使用了很多传感器和检测仪表。
随着科学技术的发展，传感器和检测仪表在功能上不断扩展，在原理上不断创新，在结构上不断改进，新产品层出不穷。作者从事这一行业已经40多年了，每当接触到一些新产品或了解到行业发展的一些新动态时，往往浮想联翩，这里记下一些只言片语，愿与同行共同切磋。
二功能上不断扩展
最早的传感器都是在就地检测并显示，像弹簧管压力表、水银温度计等，因为需要报警功能，就在显示部分增加了电接点，因为需要远传显示功能，弹簧管压力表中增加了电阻远传器件、电感远传器件，成为远传压力表。目前的传感器和显示仪表在很多情况下仍延续了这种趋势，如为了使测温仪表具有远传功能，可输出电信号的热电偶、热电阻使用非常普遍，但这两类仪表又不具备现场显示功能，所以几年前我们看到上海严胜涛仪器仪表公司的产品中就有双金属测量元件与热电阻测量元件安装在用一根测量管内的产品，它可以是带现场指示，又带热电阻Pt100信号输出一表两用形式的产品；也可以是带现场指示，又带热电阻Pt100信号就地转换成(4～20mA)的温度变送器输出以及报警控制接点输出一表三用的产品。
差压变送器是用来测量差压的，其中大多数是用来测量节流装置所产生的差压，所以带开方功能差压变送器的出现绝不偶然，而同时配温度、压力测量以便完成气体流量测量温度、压力补偿运算的多参数变送器的出现更是在情理之中。为了适应各种矩形堰、梯形堰和V形堰流量测量的需要，最新的变送器(如ABB公司的2600T)不仅具有开方功能，还具有3/2、5/2次方运算功能。为适应球罐、圆筒形卧式容器液体体积测量的需要，还增加了自由编程功能，可进行5阶多项式运算。图1是ABB公司2600T多参数变送器。
测量车辆载重量的汽车衡、轨道衡是从静态车辆开始的，其测量速度慢、需人工介入，难以满足大运输量的发展要求，所以动态汽车衡、动态轨道衡也就诞生了，它们可以在车辆运动状态下自动进行称重，汽车衡、轨道衡的发展就进入了一个新的里程碑。