一、测量控制系统的组成
在自动控制回路中主要由输入传感器、调节仪、输出执行装置与被控对象四个部分组成，其系统结构图如图所示。
控制原理图
现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量?环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量调节和被控设备也就可以确定了。测量控制结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。
在仪表的使用过程中要充分了解输入传感器技术规格特性，才能更好的应用仪表。选择合理的输入模块才能更好的应用仪表。如：I4模块应用在二线制变送器，同时馈电24VDC；如：I2模块应用在频率输入，馈电12VDC；J0模块热电阻；J1模块热电偶等。
二、仪表常用输入规格
以AI-808仪表为例一台仪表可以兼容常规所有输入规格入下：
热电偶：K、S、R、E
线性电压：0－5V、1－5V、0－1V、0－100mV、0－20mV等
线性电流（需外接分流电阻）：0－10mA、0－20mA、4－20mA等
扩充规格：在保留上述输入规格基础上，允许用户指定一种额外输入规格（按特殊分度表输入）
●测量范围：
热电偶：K(-50－+1300℃)、S(-50－+1700℃)、R(-50－+1650℃)、T(-200－+350℃)
E(0－800℃)、J(0－1000℃)、B(0－1800℃)、N(0－1300℃)
热电阻：Cu50(-50－+150℃) 、Pt100(-200－+600℃)
线性输入：-1999－+9999由用户定义
●测量精度：0.2级（热电阻、线性电压、线性电流及热电偶输入且采用铜电阻补偿或冰点补偿冷端时） 0.2%FS±2.0℃（热电偶输入且采用仪表内部元件测温补偿冷端时）
●响应时间：≤0.5秒（设置数字滤波参数dL=0时）
注：仪表对B分度号热电偶在0－600℃范围时可进行测量，但测量精度无法达到0.2级，在600－1800℃范围可保证0.2级测量精度。
在确定传感器型号后在仪表参数表设定传感器代号就能正常显示测量数据。表格如下：
代号 传感器输入类型 代号 传感器输入类型
0 K 20 Cu50
1 S 21 Pt100
2 R 22 0~75mV 电压输入
3 T 26 0~80欧 电阻输入
4 E 27 0~400欧 电阻输入
5 J 28 0~20mV 电压输入
6 B 29 0~100mV 电压输入
7 N 30 0~60mV 电压输入
8 WRe3-WRe25 31 0~1V
9 WRe5-WRe26 32 0.2~1V
10 客户自定义 33 1~5V 电压输入
12 F2 辐射高温温度计 34 0~5V 电压输入
Sn="10时"，采用外部分度号扩展，用户可以自输入非线性输入表格
三、输入信号类型
第一类、温度传感器
1、热电偶与热电阻一样都是温度传感器，但是他和热电阻的区别主要在于：
1.1 信号的性质，热电阻本身是电阻，温度的变化，使电阻产生正的或者是负的阻值变化；而热偶，是产生感应电压的变化，他随温度的改变而改变。
1.3 从材料上分，热阻是一种金属材料，具有温度敏感变化的金属材料，热偶是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。
2、热电偶的基本构造及如何选型：
2.1 测温热电偶是利用两种金属之间的热电现象来测温的。在两种不同金属导体焊成的闭合回路中，若两焊接端的温度不同时，就会产生热电势。这种由两种金属导体组成的回路就称为热电偶。实用的热电偶只焊接一端，此焊接的一端称为热端（工作端），另一端不焊接而是接入测量仪表，称为冷端（自由端）。当热电偶冷端和热端的温度不同时，就会产生热电势，其值与
2.2 测量精度和温度测量范围的选择。使用温度在1300~1800℃，要求精度又比较高时，一般选用B型热电偶；要求精度不高，气氛又允许可用钨铼热电偶，高于1800℃一般选用钨铼热电偶；使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶；在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶，低于400℃一般用E型热电偶；250℃下以及负温测量一般用T型电偶，在低温时T型热电偶稳定而且精度高。
2.3 仪表对B分度号热电偶在0－600℃范围时可进行测量，但测量精度无法达到0.2级，在600－1800℃范围可保证0.2级测量精度。
2.4 热电阻与热电偶的特殊用途：用2支PT100铂电阻可用于干湿球温湿度测量；温差测量将2支热电偶反并联测量温度差，应用在空调系统的进出水温差测量。
3、热电阻的基本构造及如何选型
铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的，按0℃时的电阻R℃100欧姆（分度号为PT100）等，PT100测温范围均为-200~800℃。感温元件骨架的材质也是决定铂热电阻PT100使用温区的主要因素，常见的感温元件有陶瓷元件，玻璃元件，云母元件，它们是由铂丝分别绕在陶瓷骨架，玻璃骨架，云母骨架上再经过复杂的工艺加工而成。由于骨架材料本身的性能不同，陶瓷元件适用于850℃以下温区，玻璃元件适用于550℃以下温区。近年来市场上出现了大量的厚膜和薄膜铂热电阻PT100 感温元件，厚膜铂热电阻PT100元件是用铂浆料印刷在玻璃或陶瓷底板上，薄膜铂热电阻PT100元件是用铂浆料溅射在玻璃或陶瓷底板上，再经光刻加工而成，这种感温元件仅适用于-70~500℃温区。
第二类、二线制变送器及线性电流输入信号
1、应用类型
将物理测量信号或普通电信号转换为标准的电信号输出一般分0～20mA、4～20mA、0～5V、1～5V等作为：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、红外温度变送器等信号的输出。
模块选择：电流模块I4；
2、变送器量程范围的确定
测量物理量的变送器量程范围的选择要求是大于常用量程的1/3为好，特别是压力测量，因为压力波动大，会造成超量程损坏变送器，影响正常仪表显示。
3、信号范围定义及量程扩展
二线制变送器的信号是大家已经很熟悉的DC 4-20mA直流电流信号。该DC 4-20mA直流电流信号抗噪讯能力很强，即使在有电力设备的环境下都可以保证信号的稳定传送。
信号回路上是4-20mA的电流信号。二线制变送器利用输入信号0%对应4mA的直流电流动作。信号为100%时，变送器就在4mA上加上16mA将回路的信号控制在20mA。在实际应用中传感器输入信号和4-20mA的输出信号成正比。
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量程扩展：有的线性输入信号是特殊的量程范围如电阻变阻器0～75mV的信号，可采用0～100mV输入规格，刻度量程按等分扩展就可以了。
第三类、电量/功率测量
近年来电量仪表数字化的迅速发展，可以将具备有互感器隔离的交流电压及交流电流信号输入，给数字显示仪表，实现数字显示、报警、变送、通讯功能。实现了普及应用，是指针式仪表的更新换代产品。
模块选择：电流I7、电压I8模块；
具备有互感器隔离的交流电压及交流电流信号输入的信号接入专用I7、I8模块就可测量电流、电压。
同时输入电流/电压就实现计算功率测量仪，具有2个上限报警2个下限报警、变送、通讯功能。
对于电度量的测量采用AI-601型高性能电流/电压
如：假定电流互感器为200：5，输入电压满刻度500VAC，因此功率满刻度为100KW，变送功率电流上限刻度为100定义，变送的电流给流量结算仪来计算电度，流量量程范围按100度/小数流量来计算电度数。
第四类、流量信号输入
以AI流量积算仪为例：可对物质的质量、体积、长度进行累积计算，并可进行批量控制。
流量输入信号可为1-5V、0-5V、4-20mA及频率等，温度信号可编程输入为Pt100热电阻、K、E、J型热电偶、电压或电流信号，压力信号可为各种电压或电流信号。
输入模块选择：电流I4（供电24V）、频率I2（供电12V）；
AI-808H流量积算仪具备完整的温压补偿功能，无需更换不同的仪表或型号，通过编程即可实现一般气体、饱和蒸汽、过热蒸汽及液体的温压补偿运算。采用查表方式对蒸汽进行补偿运算，具有较高的精度。并可依照用户要求扩充补偿公式实现特殊功能，如对热量或其他物理量的累积，含水分天然气累积等。
流量温压补偿类型：
饱和蒸汽，压力补偿:参数选择bC =3；过热蒸汽，温度压力补偿：参数选择bC =4； 批量控制：
作为批量控制器使用时，具有独立的4位控制累积器及12位总累积器，及专门的显示模式，功能强大，操作方便。
作为批量控制器用（参数Act=1-255时）。做为批量控制器使用时，有一个4位累积器专供批量控制用，当累积量达到控制值（SV+FSb）时，它会使安装在OUTP位置的继电器（OP1灯亮）动作，并在继电器释放时自动清零，继电器保持时间长短可以设置，或设置成无限长（需要外部操作解除）。批量控制时，仪表CLn、FLJH和FLJL等3个参数组成一个不能清零的12位累积器，可统计总累积量。
长度累积：
长度信号一般采用【旋转编码器】。量程FdIH是每小数70米；要确定频率Frd量程?是多少；首先要确定转一圈要多少个脉冲。如有一物体直接125.5mm×3.14＝周长394.07mm，70000mm÷394.1＝177.62×600脉冲÷3600秒≈29.6＝30HZ
流量仪表的参数设置：流量频率信号Frd＝30HZ
流量量程FdIH＝70..00米
流量小数点FdIP＝0.00
第五类、自由定义双路输入/输出量程
以AI-7021型双路温度变送器/信号隔离器模块为例：是用DIN导轨安装的智能化的双路可编程温度变送器/信号隔离器，输入信号可以为2路可任意编程的热电偶、热电阻及线性电压（mV），外部并联精密电阻可输入电流信号，输出为2路相互隔离的标准电流（4~20mA或0~20mA）输出。设置参数还可编辑作为1进2出。
2路可编程测量输入回路，支持K、S、E、J、B、N、T、WRe5-WRe26、Pt100、Cu
定义信号变送输出刻度上限：例如通道1需要将0~600℃范围的温度变送输出，则可以设置SCL1＝0，SCH1=600；通道2变送输出范围为0~1000℃，则可设置SCL2=0，SCH=1000。
特殊任意编程定义：提高变送精度可定义变送传感器的中间的一段温度如50～100℃。
第六类、特殊输入规格
输入信号是多种多样的，对于特殊的信号输入需要定制，特增设SN＝10来满足各种需求。
如非线性输入：
当输入规格承非线性时客户可自行设置非线性的特殊规格（应设置SN=10）
自定义输入规格（A 00 =0）：设
A 01 定义输入类型（当表格用于建立特殊输入规格时用到），其数值定义如下：
A 01=A×1+E×16+G×64
A表示仪表量程：0，20mV(0-80欧)；1，60mV（0-240欧）；2，100mV（0-400欧）；3，1V；4，5V
E="0"，表示线性输入信号时表格输出值还需要由dIH/dIL参数再进行定标。E=1时，则表格输出值就是显示值。
G表示输入信号是电阻类还是电压（电流）类及表示输入信号是温度类还是非温度类，含义如下：
G="0"，热电偶；G=1，热电阻；G=2，线性电压（电流）；G=3，线性电阻
如：信号为1-5V电压输入，非温度类，则设置A01=4×1+0×8+0×16+2×64=132
A 02用于定义输入信号下限，信号下限×20000/量程，例如1-5V信号输入，则可设置A02=1×20000/5=4000。
A 03 表示输入信号范围，例如1-5V输入中，范围是5-1V=4V，则应设置A03=4×20000/5=16000
A 04表示输入信号表格间距，A04=A03/曲线段数，如果只有一段，则A04=A03=16000。
d 00，表示曲线表格起点值，其对应为输入信号为A02时的输出值。例可设置为0。
d 01，表示曲线表格第1段值，其对应为输入信号为A02+A04时的输出值，例如可设置为20000（满量程）。
d 02-d60，表示曲线表格第2-60段值，如全部应用可修正非常复杂的曲线，如开方、对数和指数曲线等。
上例即可构成一个1-5V线性信号输入的例子，增加曲线段数即可实现非线性修正。
例2当输入的是PT100铂电阻，但是需要2位小数来精确控制最大显示范围99.99℃也可用此方法来解决。数据表格如下：
序号 数据 序号 数据 序号 数据 序号 数据
A0 0 d00 0 d11 21.73 d21 41.63
A1 2.09 d01 1.97 d12 23.72 d22 43.63
A2 83.38 d02 3.95 d13 25.72 d23 45.62
A3 32.09 d03 5.92 d14 27.69 d24 47.62
A4 0.64 d04 7.9 d15 29.68 d25 49.62
d05 9.87 d16 31.67 d26 51.62
d06 11.85 d17 33.67 d27-d59：均为－0.01
d07 13.82 d18 35.64
d08 15.79 d19 37.64
d09 17.77 d20 39.64
d10 19.77
四、输入连接导线的接线方式
热电偶与热电阻连接仪表有不同的要求：
1、热电偶的连接方式
采用补偿导线，通常由补偿导线合金丝、绝缘层、护套、屏蔽层组成。在一定温度范围内（包括常温）、具有与所匹配的热电偶的热电动势的标称值相同的一对带有绝缘层的导线，用它们连接热电偶与测量装置，以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。
2、热电阻的信号连接方式
热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过铜导线连接传递到二次仪表上或者其它控制装置。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。
目前热电阻的
2.1 二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合
2.2 三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。
3、输入模拟量信号连接仪表有不同的要求
AI仪表的模拟量输入是采用电压输入法，有二种方式连接有源或无源信号：在辅助输入口MIO口安装I4模块直接接入二线制变送器，同时馈电DC24V；或在主输入口0～20mA；4～20mA信号并接250Ω电阻变成0～5V；1～5V信号输入；在仪表热电偶主输入口设置为0～1V或0.2～1V，然后外接100欧或50欧电阻变换即可，等多种规格。
多种信号输入的接线：
对于控制调节阀伺服电机接线有多组信号接入，需要有多样化的改变：
如果是程序仪表通讯口被站用了，在MIO口用作开关量输入来控制程序的起/停/暂停时，当仪表应用在伺服器直接控制调节阀时反馈信号4～20mA并250Ω电阻变1～5V主输入口接入，此时测量信号为线性电流/电压时不能用1～5V/0～5V输入，可用仪表热电偶主输入口输入用0～1V或0.2～1V，然后将4～20mA信号外接100欧或50欧电阻变换即可，这对于热电偶、热电阻是不影响的。对于程序仪表还可安装外部开关量输入来控制程序的起/停/暂停，在MIO口已被占用可在通讯口来控制程序的起/停/暂停。
当反馈信号是电阻信号，传感器信号从主输入输入，二线制变送器馈电从AUX位安装V24电源模块，开关量输入来控制程序的起/停/暂停安装在仪表通讯口。
五、结束语
各类传感器二线制变送器的应用非常广泛，不论是在工业、农业、国防建设，还是在日常生活、教育事业以及科学研究等领域，处处可见模拟传感器的身影，在选用时要考虑传感器的测量精度问题。精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到 整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的可靠性直接影响仪表的显示准确性。
在安装时要考虑各种信号线的布线干扰问题，特别是信号线与交流动力线同走一个长的管道中干扰尤甚，会引起通道信号的窜扰；
空间的各种电磁、气象条件、雷电甚至地磁场的变化也会干扰传感器的正常工作；此外，现场温度、湿度的变化可能引起电路参数发生变化，腐蚀性气体、酸碱盐的作用，野外的风沙、雨淋，甚至鼠咬虫蛀等都会影响传感器的可靠性。
影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。
充分了解传感器的性能才能更好的应用仪表。
