差壓壓力變送器

差壓壓力變送器
一、工作原理

壓力變送器是一種將氣體、液體等物理壓力轉(zhuǎn)換成氣動信號或電動信號進行控制和遠傳的設(shè)備。

它能感受到壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標準的電信號（如4~20mADC等），以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。 用上述的常規(guī)方法對智能變送器進行校準是不行的，因為這是由HART變送器結(jié)構(gòu)原理所決定了。因為智能變送器在輸入壓力源和產(chǎn)生的4-20毫安電流信號之間，除機械、電路外，還有微處理芯片對輸入數(shù)據(jù)的運算工作。因此調(diào)校與常規(guī)方法有所區(qū)別。

檢查壓力傳輸是否發(fā)生阻塞；檢查檢定設(shè)備及進行傳感器調(diào)整；檢車阻尼及電動勢干擾。 二、應(yīng)用場所

壓力變送器是工業(yè)實踐中為常用的一種傳感器，其廣泛應(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、航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。

壓力變送器有電動式和氣動式兩大類。電動式的統(tǒng)一輸出信號為0～10mA、4～20mA或1～5V等直流電信號。氣動式的統(tǒng)一輸出信號為20～100Pa的氣體壓力。1、應(yīng)變片壓力變送器原理與應(yīng)用
力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力變送器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力變送器、壓阻式壓力變送器、電感式壓力變送器、電容式壓力變送器、諧振式壓力變送器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用為廣泛的是壓阻式壓力變送器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。
在了解壓阻式壓力變送器時，我們首先認識一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機構(gòu)。  2、變送器的溫度范圍
三、金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)先將阻尼調(diào)至零狀態(tài)，先調(diào)零點，然后加滿度壓力調(diào)滿量程，使輸出為20毫安，在現(xiàn)場調(diào)校講的是快，在此介紹零點、量程的快速調(diào)校法。調(diào)零點時對滿度幾乎沒有影響，但調(diào)滿度時對零點有影響，在不帶遷移時其影響約為量程調(diào)整量的1/5，即量程向上調(diào)整1毫安，零點將向上移動約0.2毫安，反之亦然。
是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
四、電阻應(yīng)變片的工作原理
金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：
式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω?cm2/m）
S——導(dǎo)體的截面積（cm2壞變送器中與這些介質(zhì)直接接觸的材料。以上這些因素將決定是否選擇直接的隔離膜及直接與介質(zhì)接觸的材料。）

3、變送器需要多大的精度
決定精度的有，非線性，遲滯性，非重復(fù)性，溫度、零點偏置刻度，溫度的影響。但主要由非線性，遲滯性，非重復(fù)性，精度越高，價格也就越高。先將阻尼調(diào)至零狀態(tài)，先調(diào)零點，然后加滿度壓力調(diào)滿量程，使輸出為20毫安，在現(xiàn)場調(diào)校講的是快，在此介紹零點、量程的快速調(diào)校法。調(diào)零點時對滿度幾乎沒有影響，但調(diào)滿度時對零點有影響，在不帶遷移時其影響約為量程調(diào)整量的1/5，即量程向上調(diào)整1毫安，零點將向上移動約0.2毫安，反之亦然。
4、變送器的溫度范圍
通常一個變送器會標定兩個溫確段，其中一個溫  mV、V、mA及頻率輸出數(shù)字輸出，選擇怎樣的輸出取決于多種因素，包括變送器與系統(tǒng)控制器或顯示器間的距離，是否存在“噪聲”或其他電子干擾信號。是否需要放大器，放大器的位置等。對于許多變送器和控制器間距離較短的OEM設(shè)備，采用mA輸出的變送器為經(jīng)濟而有效的解決方法，如果需要將輸出信號放大，采用具有內(nèi)置放大的變送器。對于遠距離傳輸出或存在較強的電子干擾信號，采用mA級輸出或頻率輸出。如果在RFI或EMI指標很高的環(huán)境中，除了要注意到要選擇mA或頻率輸出外，還要考慮到特殊的保護或過濾器。（市場上壓力變送器主要有4...20mA,0...20mA,0...10V,0...5V等等，但是比較常用的是4...20mA和0...10V兩種，在我上面舉的這些輸出信號中，只有4...20mA為兩線制，我們所說的輸出為幾線制不包含接地或屏蔽線，其他的均為三線制）度段是正常工作溫度，另外一個是溫度補償范圍，正常工作溫度范圍是指變送器在工作狀態(tài)下不被破壞的時候的溫度范圍，在超出溫度補償范圍時可能會達不到其應(yīng)用的性能指標。
溫度補償范圍是一個比工作溫度范圍小的典型范圍。在這個范圍內(nèi)工作變送器肯定會達到其應(yīng)有的性能指標。溫度變從兩方面影響著其輸出，一是零點漂移，二是影響滿量程輸出。如：滿量程的+/-X%/℃，讀數(shù)的+/-X%/℃，在超出溫度范圍時滿量程的+/-X%，在溫度補償范圍內(nèi)時讀數(shù)的+/-X%，如果沒有這些參數(shù)，會導(dǎo)至在使用中的不確定性。變送器輸出的變化到度是由壓力變化引起的，還是由溫度變化引起的。溫度影響是了解如何使用變送器時復(fù)雜的一部分。
5、需要得到怎樣的輸出信號 一般壓力變送器4-20mA都是2線制，24V供電，輸出4-20mA電流信號，壓力變送器到現(xiàn)場后好多人不知道怎么接線，這是件很痛苦頭疼的事情，下面是壓力變送器現(xiàn)場接線。  通常一個變送器會標定兩個溫度范圍，即正常操作的溫度范圍和溫度可補償?shù)姆秶?。正常操作溫度范圍是指變送器在工作狀態(tài)下不被破壞的時候的溫度范圍，在超出溫度補范圍時，可能會達不到其應(yīng)用的性能指標。溫度補償范圍是一個比操作溫度范圍小的典型范圍。在這個范圍內(nèi)工作，變送器肯定會達到其應(yīng)有的性能指標。溫度變從兩方面影響著其輸出，一是零點漂移；二是影響滿量程輸出。如：滿量程的+/-X%/℃，讀數(shù)的+/-X%/℃，在超出溫度范圍時滿量程的+/-X%，在溫度補償范圍內(nèi)時讀數(shù)的+/-X%，如果沒有這些參數(shù)，會導(dǎo)至在使用中的不確定性。變送器輸出的變化到度是由壓力變化引起的，還是由溫度變化引起的。溫度影響是了解如何使用變送器時復(fù)雜的一部分。
mV、V、mA及頻率輸出數(shù)字輸出，選擇怎樣的輸出取決于多種因素，包括變送器與系統(tǒng)控制器或顯示器間的距離，是否存在“噪聲”或其他電子干擾信號，是否需要放大器，放大器的位置等。對于  通常一個變送器會標定兩個溫度范圍，即正常操作的溫度范圍和溫度可補償?shù)姆秶?。正常操作溫度范圍是指變送器在工作狀態(tài)下不被破壞的時候的溫度范圍，在超出溫度補范圍時，可能會達不到其應(yīng)用的性能指標。溫度補償范圍是一個比操作溫度范圍小的典型范圍。在這個范圍內(nèi)工作，變送器肯定會達到其應(yīng)有的性能指標。溫度變從兩方面影響著其輸出，一是零點漂移；二是影響滿量程輸出。如：滿量程的+/-X%/℃，讀數(shù)的+/-X%/℃，在超出溫度范圍時滿量程的+/-X%，在溫度補償范圍內(nèi)時讀數(shù)的+/-X%，如果沒有這些參數(shù)，會導(dǎo)至在使用中的不確定性。變送器輸出的變化到度是由壓力變化引起的，還是由溫度變化引起的。溫度影響是了解如何使用變送器時復(fù)雜的一部分。許多變送器和控制器間距離較短的OEM設(shè)備采用mA輸出的變送器為經(jīng)濟而有效的解決方法。
如果需要將輸出信號放大，采用具有內(nèi)置放大的變送器。對于遠距離傳輸或存在較強的電子干擾信號采用mA級輸出或頻率輸出。
如果在RFI或EMI指標很高的環(huán)境中除了要注意到要選擇mA或頻率輸出外還要考慮到特殊的保護或過濾器。