壓力變送器作為工業(yè)生產(chǎn)中常用的壓力傳感器設(shè)備之一。
壓力變送器簡(jiǎn)介
一般意義上的壓力變送器主要由測(cè)壓元件傳感器(也稱作壓力傳感器)、測(cè)量電路和過程連接件三部分組成。
它能將測(cè)壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)(如4~20mADC等), 以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)量、指示和過程調(diào)節(jié)。
壓力變送器的原理與結(jié)構(gòu)
壓力變送器的原理和差壓變送器相同,所不同的是壓力變送器低壓室壓力是大氣壓或真空。壓力變送器是一種接受壓力變量,經(jīng)傳感轉(zhuǎn)換后,將壓力變化量按一定比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸信號(hào)的儀表。
變送器的輸出信號(hào)傳輸?shù)街锌厥疫M(jìn)行壓力指示、記錄.壓力變送器的主要作用把壓力信號(hào)傳到電子設(shè)備,進(jìn)而在計(jì)算機(jī)顯示測(cè)量的壓力數(shù)值。
壓力變送器由感測(cè)部分和測(cè)量電路兩部分組成,電容器的電容量由其兩個(gè)板的大小、形狀、相對(duì)位置以及板之間的電介質(zhì)的介電系數(shù)所決定。
一個(gè)板固定不動(dòng),而另一個(gè)板隨壓力而變化其位置,電容器的電容量隨著壓力的變化而變化,通過測(cè)量電路將電容量的變化轉(zhuǎn)換成電流或電壓輸出信號(hào),送至有關(guān)單元實(shí)現(xiàn)顯示和控制。
壓力變送器的應(yīng)用
壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器,其應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等行業(yè)。
壓力變送器的分類
壓力變送器有電動(dòng)式和氣動(dòng)式兩大類。電動(dòng)式的.統(tǒng)一輸出信號(hào)為0~10mA、4~20mA或1~5V等直流電信號(hào)。氣動(dòng)式的統(tǒng)一輸出信號(hào)為20~100Pa的氣體壓力。
壓力變送器按不同的轉(zhuǎn)換原理可分為力(力矩)平衡式、電容式、電感式、應(yīng)變式和頻率式等,下面簡(jiǎn)單介紹幾種壓力(差壓)變送器的原理、結(jié)構(gòu)、使用、檢修和校驗(yàn)等知識(shí)。
壓力變送器的特點(diǎn)
具有自動(dòng)補(bǔ)償能力,可通過軟件對(duì)傳感器的非線性、溫漂、時(shí)漂等進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償??勺栽\斷,通電后可對(duì)傳感器進(jìn)行自檢,以檢查傳感器各部分是否正常,并作出判斷。數(shù)據(jù)處理方便準(zhǔn)確,可根據(jù)內(nèi)部程序自動(dòng)處理數(shù)據(jù),如進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、去除異常數(shù)值等。
具有雙向通信功能。微處理器不但可以接收和處理傳感器數(shù)據(jù),還可將信息反饋至傳感器,從而對(duì)測(cè)量過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制??蛇M(jìn)行信息存儲(chǔ)和記憶,能存儲(chǔ)傳感器的特征數(shù)據(jù)、組態(tài)信息和補(bǔ)償特性等。
具有數(shù)字量接口輸出功能,可將輸出的數(shù)字信號(hào)方便地和計(jì)算機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)總線等連接。
單晶硅壓力變送器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景:
采用德國(guó)先進(jìn)的MEMS技術(shù)制成的單晶硅傳感器芯片、雙梁懸浮式設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了國(guó)際領(lǐng)先的高準(zhǔn)確度、超高過壓性能優(yōu)異的穩(wěn)定性。
內(nèi)嵌德國(guó)信號(hào)處理模塊,實(shí)現(xiàn)靜壓與溫度補(bǔ)償?shù)耐昝澜Y(jié)合,可在大范圍內(nèi)的靜壓和溫度變化下提供極高的測(cè)量精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。產(chǎn)品應(yīng)用于石化、天然氣、環(huán)保工程,制藥工程、食品工程,水利工程、海洋工程,工程機(jī)械、流體設(shè)備。
電容式壓力變送器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景:
電容式壓力變送器被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩個(gè)壓力室,作用在測(cè)壓元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上,通過隔離片和元件內(nèi)的`填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。
電容式壓力變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。
當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí),致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。
電容式壓力變送器和電容式絕對(duì)壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同,所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。電容式壓力變送器的A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),其值被微處理器用來(lái)判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。
另外,它進(jìn)行傳感器線性化。重置測(cè)量范圍。工程單位換算、阻尼、開方,傳感器微調(diào)等運(yùn)算,以及診斷和數(shù)字通信。
可廣泛地應(yīng)用于石油、化工、鋼鐵、電力、輕工、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種壓力、差壓、流量、液位等工業(yè)過程的測(cè)量,能夠適用于各種惡劣危險(xiǎn)環(huán)境及腐蝕性介質(zhì)。
擴(kuò)散硅壓力變送器的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景:
擴(kuò)散硅壓力傳感器是利用壓阻效應(yīng)原理,采用集成工藝技術(shù)經(jīng)過摻雜、擴(kuò)散,沿單晶硅片上的特點(diǎn)晶向,制成應(yīng)變電阻,構(gòu)成惠斯凳電橋。
利用硅材料的彈性力學(xué)特性,在同一切硅材料上進(jìn)行各向異性微加工,就制成了一個(gè)集力敏與力電轉(zhuǎn)換檢測(cè)于一體的擴(kuò)散硅傳感器。擴(kuò)散硅壓力傳感器的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷),使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移
傳感器的電阻值發(fā)生變化,用電子線路檢測(cè)這一變化,并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。
主要用于工業(yè)過程自動(dòng)化控制中的壓力、流量、液位、真空度、密度等參數(shù)的測(cè)量,廣泛應(yīng)用于冶金、電力、化工、煤化工、核電、建材、船舶、機(jī)械制造、垃圾處理、高速公路、城市供熱、軍工、醫(yī)藥、食品等各個(gè)行業(yè)。
壓力變送器把壓力信號(hào)傳到電子設(shè)備,進(jìn)而在計(jì)算機(jī)顯示壓力。
其原理大致是:
將水壓這種壓力的力學(xué)信號(hào) 轉(zhuǎn)變成 電流(4-20mA) 這樣的電子信號(hào)
壓力和電壓或電流 大小成線性關(guān)系,一般是正比關(guān)系
所以,變送器輸出的電壓或電流 隨壓力增大而增大
由此得出一個(gè)壓力和電壓或電流的關(guān)系式
壓力變送器的被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,低壓室壓力采用大氣壓或真空,作用在δ元(即敏感元件)的.兩側(cè)隔離膜片上,通過 菲格瑞思隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。
壓力變送器是由測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí),致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。
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