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壓力、差壓變送器工作情況
點(diǎn)擊次數(shù)：1975 發(fā)布時(shí)間：2017-2-9
壓力、差壓變送器是按力平衡原理工作的，因此通常把它們統(tǒng)稱(chēng)為“力平衡式變送器”。壓力、差壓變送器的品種規(guī)格雖然很多，但它們的結(jié)構(gòu)和工作原理均基本相同。在此僅介紹北京自動(dòng)化儀表廠生產(chǎn)的差壓變送器。
測(cè)量元件1把被測(cè)差壓p轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的測(cè)量力Fd，這個(gè)力作用在主杠桿2的A點(diǎn)上.使主杠桿以O(shè)1為支點(diǎn)逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn);主杠桿又通過(guò)傳力簧片3使副杠桿扭 以O(shè)2為支點(diǎn)順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，從而改變了檢測(cè)鋁片5與平面線圈6之間的相對(duì)距離。檢測(cè)鋁片的位移，經(jīng)位移檢測(cè)放大器7轉(zhuǎn)換成直流電流輸出，該電流通過(guò)負(fù)載電阻 RL和反饋動(dòng)圈8。
由于反饋動(dòng)圈是固定于副杠桿上，并處于一個(gè)*磁鋼9的磁場(chǎng)之中，因此在放大器輸出電流的作用下，反饋動(dòng)圈就對(duì)副杠桿產(chǎn)生一個(gè)電磁反饋力Ft。當(dāng)測(cè)量力 Fd與反懊力F1對(duì)杠桿系統(tǒng)所形成的力矩達(dá)到平衡時(shí)，杠桿系統(tǒng)就停止偏轉(zhuǎn)而回到接近于原來(lái)的位笠上。這時(shí)，通過(guò)位移檢測(cè)放大器輸出一個(gè)穩(wěn)定的電流值，此電 流值即可反映被測(cè)差壓的大小。整個(gè)力平衡測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在該變送器中，由于位移檢測(cè)放大器的靈敏度很高，所以在測(cè)量過(guò)程中，彈性測(cè) 量元件的位移變化量極小。
從變送器的工作過(guò)程可以看出，力平衡測(cè)2原理的實(shí)質(zhì)，就是用正比于輸出電流的反饋力，去平衡正比于被測(cè)參數(shù)的測(cè)量力。這跟天平稱(chēng)垂時(shí)用祛碼去平衡被測(cè)物休的重量相似。
工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用力平衡式儀表。因?yàn)檫@種儀表在動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)上，是一個(gè)具有深度負(fù)反饋的有差系統(tǒng)，它可以充分利用負(fù)反饋來(lái)提高儀表的精度、線性度和反應(yīng)速 度。此外. 在力平衡式儀表中，彈性測(cè)zui元件的位移很小，因此彈性元件的一些不理想因素（如非線性、變差等）的影響也可大為減小。
但是，力平衡式儀表也不是完善無(wú)缺的，例如，它的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜;此外，相對(duì)說(shuō)來(lái)，在動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面，它也不及位移平衡式儀表。
主要優(yōu)點(diǎn)
1、壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)；
2、V/I集成電路，外圍器件少，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單、輕松，體積小、重量輕，安裝調(diào)試極為方便；
3、鋁合金壓鑄外殼，三端隔離，靜電噴塑保護(hù)層，堅(jiān)固耐用；
4、4-20mA DC二線制信號(hào)傳送，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)；
5、LED、LCD、指針三種指示表頭，現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)十分方便?？捎糜跍y(cè)量粘稠、結(jié)晶和腐蝕性介質(zhì)；
6、高準(zhǔn)確度，高穩(wěn)定性。除進(jìn)口原裝傳感器已用激光修正外，對(duì)整機(jī)在使用溫度范圍內(nèi)的綜合性溫度漂移、非線性進(jìn)行精細(xì)補(bǔ)償。
主要分類(lèi)
1、普通壓力變送器
2、防爆壓力變送器
3、差壓變送器
4、中、高溫壓力變送器
5、遠(yuǎn)傳壓力變送器
當(dāng)壓力直接作用在測(cè)量膜片的表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，測(cè)量膜片上的高精度電路將這個(gè)微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)，然后采用芯片將這個(gè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號(hào)或者1-5V電壓信號(hào)。
由于測(cè)量膜片采用標(biāo)準(zhǔn)話(huà)集成電路，內(nèi)部包含線性及溫度補(bǔ)償電路，所以可以做到高精度和高穩(wěn)定性，變送電路采用的兩線制芯片，可以保證輸出兩線制4-20mA電流信號(hào)。
主要性能
1、使用被測(cè)介質(zhì)廣泛，可測(cè)油、水及與316不銹鋼和304不銹鋼兼容的糊狀物，具有一定的防腐能力；
2、高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定性、選用進(jìn)口原裝傳感器，線性好，溫度穩(wěn)定性高；
3、體積小、重量輕、安裝、調(diào)試、使用方便；
4、不銹鋼全封閉外殼，防水好；
5、壓力傳感器直接感測(cè)被測(cè)液位壓力，不受介質(zhì)起泡、沉積的影響。
選型規(guī)則
1、變送器要測(cè)量什么樣的壓力：先確定系統(tǒng)中要確認(rèn)測(cè)量壓力的zui大值，一般而言，需要選擇一個(gè)具有比zui大值還要大1.5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在很多系統(tǒng)，特別是水壓測(cè)量和加工處理中，有峰值和持續(xù)不規(guī)則的上下波動(dòng)，這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器，然而，由于這樣做會(huì)精度下降。于是，可以用一個(gè)緩沖器來(lái)降低壓力毛刺，但這樣會(huì)降低傳感器的響應(yīng)速度。所以在選擇變送器時(shí)，要充分考慮壓力范圍，精度與其穩(wěn)定性。
2、什么樣的壓力介質(zhì)：要考慮的是壓力變送器所測(cè)量的介質(zhì)，黏性液體、泥漿會(huì)堵上壓力接口，溶劑或有腐蝕性的物質(zhì)會(huì)不會(huì)破壞變送器中與這些介質(zhì)直接接觸的材料。一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼，如果介質(zhì)對(duì)316不銹鋼沒(méi)有腐蝕性，那么基本上所有的壓力變送器都適合對(duì)介質(zhì)壓力的測(cè)量；如果介質(zhì)對(duì)316不銹鋼有腐蝕性，那么就要采用化學(xué)密封，這樣不但起到可以測(cè)量介質(zhì)的壓力，也可以有效的阻止介質(zhì)與壓力變送器的接液部分的接觸，從而起到保護(hù)壓力變送器，延長(zhǎng)了壓力變送器的壽命.
3、變送器需要多大的精度：決定精度的有：非線性、遲滯性、非重復(fù)性、溫度、零點(diǎn)偏置刻度、溫度的影響，精度越高，價(jià)格也就越高。每一種電子式的測(cè)量計(jì)都會(huì)有精度誤差，但是由于各個(gè)國(guó)家所標(biāo)的精度等級(jí)是不一樣的。
4、變送器的溫度范圍：通常一個(gè)變送器會(huì)標(biāo)定兩個(gè)溫度范圍，即正常操作的溫度范圍和溫度可補(bǔ)償?shù)姆秶Ｕ２僮鳒囟确秶侵缸兯推髟诠ぷ鳡顟B(tài)下不被破壞的時(shí)候的溫度范圍，在超出溫度補(bǔ)范圍時(shí)，可能會(huì)達(dá)不到其應(yīng)用的性能指標(biāo)。溫度補(bǔ)償范圍是一個(gè)比操作溫度范圍小的典型范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)工作，變送器肯定會(huì)達(dá)到其應(yīng)有的性能指標(biāo)。溫度變從兩方面影響著其輸出，一是零點(diǎn)漂移；二是影響滿(mǎn)量程輸出。如：滿(mǎn)量程的+/-X%/℃，讀數(shù)的+/-X%/℃，在超出溫度范圍時(shí)滿(mǎn)量程的+/-X%，在溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)時(shí)讀數(shù)的+/-X%，如果沒(méi)有這些參數(shù)，會(huì)導(dǎo)至在使用中的不確定性。變送器輸出的變化到度是由壓力變化引起的，還是由溫度變化引起的。
5、需要得到怎樣的輸出信號(hào)：mV、V、mA及頻率輸出數(shù)字輸出，選擇怎樣的輸出取決于多種因素，包括變送器與系統(tǒng)控制器或顯示器間的距離，是否存在“噪聲”或其他電子干擾信號(hào)。是否需要放大器，放大器的位置等。對(duì)于許多變送器和控制器間距離較短的OEM設(shè)備，采用mA輸出的變送器zui為經(jīng)濟(jì)而有效的解決方法，如果需要將輸出信號(hào)放大，采用具有內(nèi)置放大的變送器。對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸出或存在較強(qiáng)的電子干擾信號(hào)，采用m*輸出或頻率輸出。如果在RFI或EMI指標(biāo)很高的環(huán)境中，除了要注意到要選擇mA或頻率輸出外，還要考慮到特殊的保護(hù)或過(guò)濾器。
6、選擇怎樣的勵(lì)磁電壓：輸出信號(hào)的類(lèi)型決定選擇怎么樣的勵(lì)磁電壓。許多放大變送器有內(nèi)置的電壓調(diào)節(jié)裝置，能夠得到的一個(gè)工作電壓決定是否采用帶有調(diào)節(jié)器的傳感器，選擇傳送器時(shí)要綜合考慮工作電壓與系統(tǒng)造價(jià)。
7、是否需要具備互換性的變送器：確定所需的變送器是否能夠適應(yīng)多個(gè)使用系統(tǒng)。一般來(lái)講，這一點(diǎn)很重要。尤其是對(duì)于OEM產(chǎn)品，一旦將產(chǎn)品送到客戶(hù)手中，那么客戶(hù)用來(lái)校準(zhǔn)的花銷(xiāo)是相當(dāng)大的。如果產(chǎn)品具有良好的互換性，那么即使是改變所用的變送器，也不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的效果。
8、變送器超時(shí)工作后需要保持穩(wěn)定度：大部分變送器在經(jīng)過(guò)超時(shí)工作后會(huì)產(chǎn)生“漂移”，因此很有必要在購(gòu)買(mǎi)前了解變送器的穩(wěn)定度，這種預(yù)先的工作能減少將來(lái)使用中會(huì)出現(xiàn)的種種麻煩。
9、變送器的封裝：變送器的封裝，尤其往往容易忽略是它的機(jī)架，然而這一點(diǎn)在以后使用中會(huì)逐漸暴露出其缺點(diǎn)。在選購(gòu)傳送器傳一定要考慮到將來(lái)變送器的工作環(huán)境，濕度如何，怎樣安裝變送器，會(huì)不會(huì)有強(qiáng)烈的撞擊或振動(dòng)等。
10、在變送器與其它電子設(shè)備間采用怎樣的連接：是否需要采用短距離連接，若是采用長(zhǎng)距離連接，是否需要采用一個(gè)連接器。