常用壓力變送器的工作原理和特點(diǎn)

1 常用壓力變送器的工作原理及特點(diǎn)

    壓力變送器是將壓力變量轉(zhuǎn)換為可遠(yuǎn)距離傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號的儀表，它能將測壓元件感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)( 壓力、液位等) 轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)電信號，以供給二次儀表進(jìn)行測量、指示和過程調(diào)節(jié)，由感壓單元、信號處理和轉(zhuǎn)換單元組成。目前工業(yè)上廣泛采用4mA ～ 20mA 電流來傳輸模擬量。常用壓力變送器根據(jù)壓力傳感器的測量原理可分為壓阻式、擴(kuò)散硅式、陶瓷式、壓電式和電容式壓力變送器等。

1. 1 壓阻式壓力變送器

    壓阻式壓力變送器的主要組成部分之一是電阻應(yīng)變片，它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。通常是將應(yīng)變片用特殊的黏合劑緊密的粘合在產(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。該變送器具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。

1. 2 擴(kuò)散硅壓力變送器

    擴(kuò)散硅壓力變送器問世于20 世紀(jì)90 年代中期，它利用彈性元件的壓阻效應(yīng)，當(dāng)被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上時，膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，利用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號。該變送器與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比具有技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、安裝方便、準(zhǔn)確度高、體積小等優(yōu)點(diǎn)。

1. 3 陶瓷壓力變送器

    抗腐蝕的陶瓷壓力變送器沒有液體的傳遞，當(dāng)壓力作用在陶瓷膜片上時，膜片會產(chǎn)生微小的形變，使印刷在陶瓷膜片的背面的厚膜電阻通過與之連接的惠斯通電橋( 閉橋) ，輸出一個與激勵電壓成正比的電壓信號，通過變送器內(nèi)置電路對壓力物理量進(jìn)行測量，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號。該變送器可將各種介質(zhì)( 腐蝕性和非腐蝕性的氣體、液體) 直接引入到陶瓷膜片上，陶瓷的熱穩(wěn)定特性及其厚膜電阻使其工作溫度范圍高達(dá)－ 40℃ ～ 135℃，故有較高的測量精度、穩(wěn)定性好且輸出信號強(qiáng)、價(jià)格低廉。

1. 4 壓電壓力變送器

    壓電壓力變送器的工作原理是壓電效應(yīng)。晶體是各向異性的，當(dāng)沿著一定方向受力時，晶體能產(chǎn)生出電的效應(yīng)，當(dāng)機(jī)械力撤掉之后，又會重新回到不帶電的狀態(tài)。傳感器中主要使用的壓電材料有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺等。該變送器主要應(yīng)用在加速度和壓力的測量中，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等特點(diǎn)，但只能用于測量動態(tài)的應(yīng)力。

1. 5 電容式壓力變送器

    電容式壓力變送器是由測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極組成一個電容，當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時，測量膜片產(chǎn)生的位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號，再通過變送電路對壓力物理量進(jìn)行測量并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，其精度高、耐腐蝕、耐污染、穩(wěn)定性好，是國內(nèi)外公認(rèn)的檢測低真空壓力的理想儀表，主要應(yīng)用于民用工業(yè)的各個領(lǐng)域，并在航天工業(yè)、核工業(yè)等軍事工業(yè)中發(fā)揮著獨(dú)特的作用。

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