近年来,越来越多的仪器、仪表和工业自动化领域需要进行自动控制和集中检测,压力变送器除了能将非电量转换成可测量的电量外,还具有一定的放大作用。所以对压力变送器的需要量增多,同时对产品的精度、稳定性和价格的要求也趋于严格。在目前国内市场上,相继出现过电阻式、扩散硅式、陶磁式压力变送器,并逐步占据了大量的市场位置。本文特意对压力变送器的工作原理进行分析,以期对大家有一些帮助。
近年来,越来越多的仪器、仪表和工业自动化领域需要进行自动控制和集中检测,压力变送器除了能将非电量转换成可测量的电量外,还具有一定的放大作用。所以对压力变送器的需要量增多,同时对产品的精度、稳定性和价格的要求也趋于严格。在目前国内市场上,相继出现过电阻式、扩散硅式、陶磁式压力变送器,并逐步占据了大量的市场位置。本文特意对压力变送器的工作原理进行分析,以期对大家有一些帮助。
1.电阻应变片式压力变送器
(1)基本概述。电阻应变式压力变送器大信号输出,不锈钢结构,具有线性度高、迟滞误差小、温度性能好、工作稳定、量程广、耐腐蚀等特点,主要在国防和工业自动化等领域被广泛使用。它的重要组成部分是一种电阻应变片,这种敏感器件可以将被测件上的应变变化转换成为一种电信号。
(2)工作原理。吸附在基体材料上,金属电阻应变片的应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。通常情况下,是将应变片采用特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,随着基体受力发生应力变化后,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。在运用时,电阻的取值范围要格外注意,阻值太小,所需的驱动电流太大,同时不断发热会致使应变片的温度过高,导致应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力就会降低。(见下图)
2.扩散硅压力变送器
(1)基本概述。扩散硅压力变送器的压力检测元件采用进口扩散硅或者陶瓷芯体,传感器信号经高性能电子放大器转换成0-10mA或4-20mA统一输出信号。这种压力变送器可替代传统的远传压力表、霍尔元件、差动变送器,并具有DDZ-Ⅱ及DDZ-Ⅲ型变送器性能。扩散硅压力变送器具有强大的使用性能,不但能与各种型号的动圈式指示仪、数字压力表、电子电位差计配套使用,也能与各种自动调节系统或计算机系统配套使用。
(2)工作原理。当介质的压力信号作用于传感器时,压力传感器就将压力信号转换成电信号,经差分放大和输出放大器放大,最后经V/A电压电流转换成与被测介质的液位压力成线性对应关系的4-20mA标准电流输出信号。
3.陶瓷压力变送器
(1)基本概述。陶瓷材料的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动是被大家公认的。陶瓷的工作温度范围位于-40~135℃之间,具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV,不仅输出信号强,而且能够保持长期的稳定性能。这样的高特性、低价格优势,将促使陶瓷传感器将成为以后的发展方向。
(2)工作原理。抗腐蚀的陶瓷压力变送器的压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使陶瓷膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在其背面连接成一个惠斯通电桥。压敏电阻的压阻效应能够使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,2.0/3.0/3.3mV/V的标准信号是根据压力量程的不同来标定的,可以和应变式传感器相兼容。传感器通过激光标定,具有很高的温度稳定性和时间稳定性,传感器自带温度补偿0~70℃,并可以和绝大多数介质直接接触。
关键词:气压校验台