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Ims 36026 0291-14  壓力變送器  Ims 36026 0291-14  壓力變送器

差壓變送器主要由測壓元件傳感器、模塊電路,、顯示表頭,、表殼和過程連接件等組成。

       它能將接收的氣體,、液體等壓力信號轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號,，以供給指示報警儀、記錄儀,、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測量,、指示和過程調(diào)節(jié)。

壓電效應(yīng)是傳感器的主要工作原理,。

流程壓力和參考壓力分別作用于集成硅壓力敏感元件的兩端,，其差壓使硅片變形(位移很小，僅μm級),，以使硅片上用半導(dǎo)體技術(shù)制成的全動態(tài)惠斯登電橋在外部電流源驅(qū)動下輸出正比于壓力的mV級電壓信號,。

由于硅材料的彈性，所以輸出信號的線性度及變差指標(biāo)均很高,。

工作時,，壓力變送器將被測物理量轉(zhuǎn)換成mV級的電壓信號,，并送往放大倍數(shù)很高而又可以互相抵消溫度漂移的差動式放大器。

放大后的信號經(jīng)電壓電流轉(zhuǎn)換變換成相應(yīng)的電流信號,，再經(jīng)過非線性校正,，后產(chǎn)生與輸入壓力成線性對應(yīng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)電流電壓信號。

安裝在泵的吸油口－用于保護(hù)泵,，可選擇粗濾器,，但要求有較大的通流能力，防止產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象,。

安裝在泵的出口－須選擇精濾器,，以保護(hù)泵以外的元件。要求能承受油路上的工作壓力和壓力沖擊,。

安裝在系統(tǒng)的回油路上－濾去系統(tǒng)生成的污物,，可采用濾芯強度低的過濾器。為防止過濾器阻塞,，一般要并聯(lián)安全閥或安裝發(fā)訊裝置,。

 微處理器是智能式變送器的核心。

它不但可以對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,、存儲和數(shù)據(jù)處理,，還可以通過反饋回路對傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使采集數(shù)據(jù)達(dá)到佳,。

由于微處理器具有各種軟件和硬件功能,，因而它可以完成傳統(tǒng)變送器難以完成的任務(wù)。

所以智能式變送器降低了傳感器的制造難度,，并在很大程度上提高了傳感器的性能,。 

 ●具有自動補償能力，可通過軟件對傳感器的非線性,、溫漂,、時漂等進(jìn)行自動補償。

 ●可自診斷,，通電后可對傳感器進(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)部程序自動處理數(shù)據(jù)，如進(jìn)行統(tǒng)計處理,、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,，從而對測量過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制,。 

●可進(jìn)行信息存儲和記憶，能存儲傳感器的特征數(shù)據(jù),、組態(tài)信息和補償特性等,。

 ●具有數(shù)字量接口輸出功能，可將輸出的數(shù)字信號方便地和計算機或現(xiàn)場總線等連接,。

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(rèn)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敏感器件,。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(jìn)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(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
　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）  

　　如圖1所示，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(hù)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*力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右,。
電阻應(yīng)變片的工作原理
　
S——導(dǎo)體的截面積（cm2）
L——導(dǎo)體的長度（m）
我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例,，當(dāng)金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發(fā)生變化,，從上式中可很容易看出,，其電阻值即會發(fā)生改變,，假如金屬絲受外力作用而伸長時,，其長度增加,，而截面積減少,，電阻值便會增大,。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時,，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情

2,、陶瓷壓力變送器原理及應(yīng)用

陶瓷是一種*的高彈性,、抗腐蝕,、抗磨損,、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40～135℃,，而且具有測量的高精度,、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV,，輸出信號強，*穩(wěn)定性好,。高特性,，低價格的陶瓷傳感器將是

　　抗腐蝕的壓力變送器沒有液體的傳遞,，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(yīng),，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,，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補償0～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸,。