差压变送器的种类和原理

最为常用的一种重量变送器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

差压变送器的基本原理是、将一个空间用敏感元件(多用膜盒)分割成两个腔室,分别向两个腔室引入压力时,传感器在两方压力共同作用下产生位移(或位移的趋势),这个位移量和两个腔室压力差(差压)成正比,将这种位移转换成可以反映差压大小的标准信号输出。

实际构造中,敏感元件的结构,腔室的形式,位移转换的方式,标准信号的格式 都有很多种。

压力变送器是一种生产历程主动化中历程检测和控制体系的重要构成部门。其作用是将压力等被测工艺参数转换成相应的电(气)同一尺度信号,然后将此信号送至别的单位以实现对上述工艺参数的主动检测或主动调治。智能压力变送器布局如图3.1 所示。

压力变送器工作原理是被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在敏感元件的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片的两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。

当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同,所不同的是低压室压大气压或真空。

a/d转换器将解调器的电流转换成数字信号,其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。另外,它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、阻尼、开方,传感器微调等运算,以及诊断和数组通信。

当压力直接作用在测量膜片的表面,使膜片产生微小的形变,测测$APPEND时膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,然后采用专用芯片将这个电压信号转换为工业标准的4-20mA电流信号或者1-5V电压信号。

由于测量膜片采用标准集成电路,内部包含线性及温度补偿电路,所以可以做到高精度和高稳定性,变送电路采用专用的两线制芯片,可以保证输出两线mA电流信号,方便现场接线。

被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,和用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。

压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号。

电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变变送器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。

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