壓力變送器的原理壓力變送器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器,其廣泛應用于各種工業(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、機床、管道等眾多行業(yè),下面就簡單介紹一些常用壓力變送器的原理及其應用。
1、應變片壓力變送器原理與應用
力學傳感器的種類繁多,如電阻應變片壓力變送器、半導體應變片壓力變送器、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。但應用最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變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變變送器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應變基體上,當基體受力發(fā)生應力變化時,電阻應變片也一起產(chǎn)生形變,使應變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小,一般這種應變片都組成應變電橋,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)。金屬電阻應變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
如圖1所示,是因壓力變送器種類多,以下僅介紹常見幾種,百度均可搜到。
1、應變片式壓力變送器
電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變變送器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應變基體上,當基體受力發(fā)生應力變化時,電阻應變片也一起產(chǎn)生形變,使應變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。
2、陶瓷壓力變送器
壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個惠斯通電橋(閉橋),由于壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號。
3、擴散硅壓力變送器
被測介質(zhì)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,使傳感器的電阻值發(fā)生變化,和用電子線路檢測這一變化,并轉(zhuǎn)換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。壓力變送器被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,作用在δ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)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。
當兩側(cè)壓力不一致時,致使測量膜片產(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。壓力變送器和絕對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。
a/d轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外,它進行傳感器線性化。重置測量范圍。工程單位換算、阻尼、開方,,傳感器微調(diào)等運算,以及診斷和數(shù)字通信。
壓力變送器被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,作用在δ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)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。
當兩側(cè)壓力不一致時,致使測量膜片產(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。壓力變送器和絕對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。
A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外,它進行傳感器線性化。重置測量范圍。工程單位換算、阻尼、開方,,傳感器微調(diào)等運算,以及診斷和數(shù)字通信。
本微處理器中有16字節(jié)程序的RAM,并有三個16位計數(shù)器,其中之一執(zhí)行A
/D轉(zhuǎn)換。
D/A轉(zhuǎn)換器把微處理器來的并經(jīng)校正過的數(shù)字信號微調(diào)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可用變送器軟件修改。數(shù)據(jù)貯存在EEPROM內(nèi),即使斷電也保存完整。
數(shù)字通信線路為變送器提供一個與外部設備(如275型智能通信器或采用HART協(xié)議的控制系統(tǒng))的連接接口。此線路檢測疊加在4-20mA信號的數(shù)字信號,并通過回路傳送所需信息。通信的類型為移頻鍵控FSK技術(shù)并依據(jù)BeII202標準。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、、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。
壓力變送器工作室必須直接與被測介質(zhì)想接觸,常常在高溫、低溫、腐蝕、振動、沖擊等環(huán)境中運行,在工作現(xiàn)場能否正常運行,不僅取決于產(chǎn)品的質(zhì)量,也取決于優(yōu)化的工程設計,合理的型號配置,以及正確的安裝維護。壓力變送器是流體行業(yè)中不可缺少的關(guān)鍵原件,壓力變送器主要應用在以下幾個領域:
一、石油、石化、化工,與節(jié)流裝置配套,提供的流量測量與控制??蓽y量管道和貯罐的壓力和液位。
二、電力、城市煤氣、其他公司事業(yè),要求高穩(wěn)定度和高精度的測量等場所。
三、紙漿和造紙,用于要求耐化學液體、耐腐蝕性液體之類的場所。
四、鋼鐵、有色金屬、陶瓷,用于爐膛壓力測量等要求高穩(wěn)定性,高精度測量等場所,用于在嚴格控制(溫度、濕度等)條件下要求穩(wěn)定測量的場所。
五、機械、造船,用于嚴格控制高精度條件下要求穩(wěn)定測量的場所。 總體來說,壓力變送器主要用來測量介質(zhì)的壓力以及液位。
在我們的工業(yè)生產(chǎn)中,應用非常廣泛。濟南杰創(chuàng)專業(yè)生產(chǎn)壓力變送器選用進口高品質(zhì)擴散硅式、陶瓷式壓力傳感器作為敏感元件,采用專用集成模塊、精細的溫度、零點、滿程和非線性補償,實現(xiàn)對液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)壓力變化的準確測量和變送。實現(xiàn)對工礦企業(yè)、科研院所等部門對各種場所壓力真空介質(zhì)變化的理想監(jiān)控。
壓力變送器在生活生產(chǎn)中的應用還是比較廣泛的,它主要是由壓力傳感器、測量電路和過程連接件而組成的。我們還有很多人對壓力變送器的工作原理,壓力變送器怎么接線都不太了解,下面小編就為大家來介紹一下壓力變送器的工作原理。
壓力變送器的工作原理
壓力變送器得工作原理是將傳感器采集到的微弱非電量壓力—壓力變量裝換成為可傳輸?shù)臉藴驶盘栞敵觯瑫r放大,以供應指示報警儀、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)。轉(zhuǎn)換成的電信號與壓力變量有一定得連續(xù)函數(shù)關(guān)系(通常為線性函數(shù))。壓力變送器主要由敏感元件、傳感原件及測量轉(zhuǎn)換電路三部分組成。