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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、液體等壓力信號轉變成標準的電流電壓信號，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。

壓電效應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)，以使硅片上用半導體技術制成的全動態惠斯登電橋在外部電流源驅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均很高。

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

放大后的信號經電壓電流轉換變換成相應的電流信號，再經過非線性校正，后產生與輸入壓力成線性對應關系的標準電流電壓信號。

安裝在泵的吸油口－用于保護泵，可選擇粗濾器，但要求有較大的通流能力，防止產生氣穴現象。

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

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

 微處理器是智能式變送器的核心。

它不但可以對測量數據進行計算、存儲和數據處理，還可以通過反饋回路對傳感器進行調節，以使采集數據達到佳。

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變送器難以完成的任務。

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、時漂等進行自動補償。

 ●可自診斷，通電后可對傳感器進行自檢，以檢查傳感器各部分是否正常，并作出判斷。

 ●數據處理方便準確，可根據內部程序自動處理數據，如進行統計處理、去除異常數值等。

 ●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據，還可將信息反饋至傳感器，從而對測量過程進行調節和控制。 

●可進行信息存儲和記憶，能存儲傳感器的特征數據、組態信息和補償特性等。

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

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生力學應變基體上，當基體受力發生應力變化時，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通常較小，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。

金屬電阻應變片的內部結構
　金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上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。金屬導體的電阻值可用下式表示：
式中：ρ——金屬導體的電阻率（Ω·cm2/m）  

　　如圖1所示，是電阻應變片的結構示意圖，它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅動電流太大，同時應變片的發熱致使本身的溫度過高，不同的環境中使用，使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*力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
電阻應變片的工作原理
　
S——導體的截面積（cm2）
L——導體的長度（m）
我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發生改變，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），即可獲得應變金屬絲的應變情

2、陶瓷壓力變送器原理及應用

陶瓷是一種*的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強，*穩定性好。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，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器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。