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      壓力變送器工作原理詳解分析

      在中國,我們已服務中小企業8w多家 | [在線咨詢]2021-08-12 10:00:02
      【文章導讀】 壓力變送器用于檢測流體的壓力(實際上是壓強),并進行遠程信號傳送,信號傳送到二次儀表或者計算機進行壓力控制或監測的一種自動化控制前端元件,主要由壓力傳感器、測量電路和過程

      在目前國內市場上,相繼出現過電阻式、擴散硅式、陶磁式壓力變送器,并逐步占據了大量的市場位置。下面南京航伽電子對壓力變送器的工作原理進行分析,希望對大家有一些幫助。

      一、壓力變送器的基本介紹

      (1)基本概念

      壓力變送器用于檢測流體的壓力(實際上是壓強),并進行遠程信號傳送,信號傳送到二次儀表或者計算機進行壓力控制或監測的一種自動化控制前端元件,主要由壓力傳感器、測量電路和過程連接件三部分組成。它能將壓力傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數轉變成標準的電信號,以供給指示報警儀、記錄儀、調節器等二次儀表進行測量、指示和過程調節。在國內,目前在小型自動化控制方面運用的壓力變送器一般基于壓阻式原理,也就是壓敏電阻受壓后產生電阻變化,通過放大器放大并采用標準壓力標定,即可進行壓力檢測。

      (2)基本優點

      第一,設置方便,可實現多點控制。如果檢測出的壓力信號是連續信號,就可任意設置壓力,只需對電控部分進行設定。

      第二,可以實現壓縮機運行高級控制,延長壓縮機壽命。通過運用變頻技術,能讓壓縮機運行更平穩,大量減少啟動次數,延長使用周期,而且更加環保節能。

      第三,提供控制精度,元件可靠性更好。壓力變送器的檢測精度相對于壓力開關高出數倍,控制精度自然就相應地得到提高,因為采用的敏感元件為非機械結構,基本上不再需要維護,能夠降低損壞率。

      二、壓力變送器的工作原理

      1、電阻應變片式壓力變送器

      (1)基本概述。電阻應變式壓力變送器大信號輸出,不銹鋼結構,具有線性度高、遲滯誤差小、溫度性能好、工作穩定、量程廣、耐腐蝕等特點,主要在國防和工業自動化等領域被廣泛使用。它的重要組成部分是一種電阻應變片,這種敏感器件可以將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號。

      (2)工作原理。吸附在基體材料上,金屬電阻應變片的應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象,俗稱為電阻應變效應。通常情況下,是將應變片采用特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上,隨著基體受力發生應力變化后,電阻應變片也一起產生形變,使應變片的阻值發生改變,從而使加在電阻上的電壓發生變化。這種應變片在受力時產生的阻值變化較小,一般這種應變片都組成應變電橋,并通過后續的儀表放大器進行放大,再傳輸給處理電路(通常是A/D轉換和CPU)顯示或執行機構。在運用時,電阻的取值范圍要格外注意,阻值太小,所需的驅動電流太大,同時不斷發熱會致使應變片的溫度過高,導致應變片的阻值變化太大,輸出零點漂移明顯,調零電路過于復雜。而電阻太大,阻抗太高,抗外界的電磁干擾能力就會降低。(見下圖)

      2、擴散硅壓力變送器

      (1)基本概述。擴散硅壓力變送器的壓力檢測元件采用進口擴散硅或者陶瓷芯體,傳感器信號經高性能電子放大器轉換成0-10mA或4-20mA統一輸出信號。這種壓力變送器可替代傳統的遠傳壓力表、霍爾元件、差動變送器,并具有DDZ-Ⅱ及DDZ-Ⅲ型變送器性能。擴散硅壓力變送器具有強大的使用性能,不但能與各種型號的動圈式指示儀、數字壓力表、電子電位差計配套使用,也能與各種自動調節系統或計算機系統配套使用。

      (2)工作原理。當介質的壓力信號作用于傳感器時,壓力傳感器就將壓力信號轉換成電信號,經差分放大和輸出放大器放大,最后經V/A電壓電流轉換成與被測介質的液位壓力成線性對應關系的4-20mA標準電流輸出信號。



      3、陶瓷壓力變送器

      (1)基本概述。陶瓷材料的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動是被大家公認的。陶瓷的工作溫度范圍位于-40~135℃之間,具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度>2kV,不僅輸出信號強,而且能夠保持長期的穩定性能。這樣的高特性、低價格優勢,將促使陶瓷傳感器將成為以后的發展方向。

      (2)工作原理??垢g的陶瓷壓力變送器的壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使陶瓷膜片產生微小的形變,厚膜電阻印刷在其背面連接成一個惠斯通電橋。壓敏電阻的壓阻效應能夠使電橋產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,2.0/3.0/3.3mV/V的標準信號是根據壓力量程的不同來標定的,可以和應變式傳感器相兼容。傳感器通過激光標定,具有很高的溫度穩定性和時間穩定性,傳感器自帶溫度補償0~70℃,并可以和絕大多數介質直接接觸。

      三、壓力變送器工作時的注意事項

      (1)變送器上切勿使用高于36V的電壓,容易導致損壞。

      (2)變送器切勿用硬物碰觸膜片,會損壞隔膜片。

      (3)被測介質不能結冰,否則傳感器元件隔離膜片容易損傷,導致變送器破壞。

      (4)在測量蒸汽或其他高溫介質時,其溫度不應超過變送器使用時的極限溫度,否則必須使用散熱裝置。

      (5)在測量蒸汽或其他高溫介質時,為使變送器和管道連在一起,應使用散熱管,并使用管道上的壓力傳至變壓器。當被測介質為水蒸氣時,散熱管中要注入適量的水,以防過熱蒸汽直接與變送器接觸,致使損壞傳感器。

      (6)在壓力傳輸過程中,應注意幾點:變送器與散熱管連接處不可漏氣;在打開閥門時要小心,以免被測介質直接沖擊、損壞傳感器膜片;必須保持管路暢通,避免管道中的沉積物彈出并損壞傳感器膜片。

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