高精度差壓變送器工作壓力
一、工作原理
壓力變送器是一種將氣體、液體等物理壓力轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)信號(hào)或電動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制和遠(yuǎn)傳的設(shè)備。
它能感受到壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)（如4~20mADC等），以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。
行壓力檢測，實(shí)際上需要一個(gè)測量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。要做到準(zhǔn)確測量，除對壓力變送器進(jìn)行正確選擇和檢定（校準(zhǔn)）外，還必須注意整個(gè)系統(tǒng)的正確安裝。如果只是壓力變送器本身準(zhǔn)確，其示值并不能完全代表被測介質(zhì)的實(shí)際參數(shù)，因?yàn)闇y量系統(tǒng)的誤差并不等于壓力變送器的誤差。系統(tǒng)的正確安裝包括取壓口的開口位置、連接導(dǎo)管的合理鋪設(shè)和壓力變送器安裝位置的正確等。
二、應(yīng)用場所
壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。
壓力變送器有電動(dòng)式和氣動(dòng)式兩大類。電動(dòng)式的統(tǒng)一輸出信號(hào)為0～10mA、4～20mA或1～5V等直流電信號(hào)。氣動(dòng)式的統(tǒng)一輸出信號(hào)為20～100Pa的氣體壓力。1、應(yīng)變片壓力變送器原理與應(yīng)用
力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力變送器、半導(dǎo)體應(yīng)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。
而對于引壓方式的變送器，才需要支架（或者叫卡箍）固定，支架形式無非平托型和L型但應(yīng)用為廣泛的是壓阻式壓力變送器，它具有極低的價(jià)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(shí)，我們首先認(rèn)識(shí)一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(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(shí)，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。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
3、 壓力變送器應(yīng)垂直于水平面安裝；
4、壓力變送器測定點(diǎn)與壓力變送器安裝處在同一水平位置
三、金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
是電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。
5、為保證壓力變送器不受震動(dòng)的影響應(yīng)加裝減振裝置及固定裝置根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。
四、電阻應(yīng)變片的工作原理
金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：
式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω?cm2/m）
S——導(dǎo)體的截面積（cm2）
L——導(dǎo)體的長度（m）
6、為保證壓力變送器不受被測介質(zhì)高溫的影響，應(yīng)加裝充滿液體的彎管裝置
（1）壓力變送器應(yīng)垂直于水平面安裝；（2）壓力變送器測定點(diǎn)與壓力變送器安裝處在同一水平位置，否則考慮附加高度誤差的修正；（3）壓力變送器安裝處與測定點(diǎn)之間的距離應(yīng)盡量短，以免指示遲緩；（4）保證密封性，不應(yīng)有泄漏現(xiàn)象出現(xiàn)，尤其是易燃易爆氣體介質(zhì)和有毒有害介質(zhì)。我們以金屬絲應(yīng)變電阻為例，當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時(shí)，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長度減小而截面增加，電阻值則會(huì)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(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情
8、注意保護(hù)變送器引出電纜
五、陶瓷壓力變送器原理及應(yīng)用（1）避免處于管路彎曲、分叉及流束形成渦流的區(qū)域。（2）當(dāng)管路中有突出物體（如測溫元件）時(shí)，取壓口應(yīng)取在其前面。（3）當(dāng)必須在調(diào)節(jié)閥門附近取壓時(shí)，若取壓口在其前，則與閥門距離應(yīng)不小于2倍管徑；若取壓口在其后，則與閥門距離應(yīng)不小于3倍管徑。（4）對于寬廣容器，取壓口應(yīng)處于流體流動(dòng)平穩(wěn)和無渦流的區(qū)域?？傊?，在工藝流程上確定的取壓口位置應(yīng)能保證測得所要選取的工藝參數(shù)。
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(chǎn)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(gè)惠斯通電橋(閉橋)，由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)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)，標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。
陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號(hào)強(qiáng)，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力變送器的發(fā)展方向，在歐美有替代其它類型傳感器的趨勢，在也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力變送器。
六、擴(kuò)散硅壓力變送器原理及應(yīng)用
工作原理
被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(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，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號(hào)。
2、 在安裝使用壓力變送器時(shí)需要對壓力變送器進(jìn)行檢測，進(jìn)行計(jì)量檢定，以防止壓力變送器在運(yùn)輸途中損壞或震動(dòng)，以破壞測量的準(zhǔn)確度壓力變送器在下列情況使用時(shí)應(yīng)加附加裝置，但不應(yīng)產(chǎn)生附加誤差，否則應(yīng)考慮修正。（1） 為了保證壓力變送器不受被測介質(zhì)侵蝕或粘度太大、結(jié)晶的影響，應(yīng)加裝隔離裝置；（2）為了保證壓力變送器不受被測介質(zhì)的急劇變化或脈動(dòng)壓力的影響，加裝緩沖器。尤其在壓力劇增和壓力陡降，zui容易使壓力壓力變送器損壞報(bào)廢，甚至彈簧管崩裂，發(fā)生泄漏現(xiàn)象；（3）為了保證壓力變送器不受振動(dòng)的影響，壓力壓力變送器應(yīng)加裝減振裝置及固定裝置；（4）為了保證壓力變送器不受被測介質(zhì)高溫的影響，應(yīng)加裝充滿液體的彎管裝置；（5）的特殊壓力變送器，嚴(yán)禁他用，也嚴(yán)禁在沒有特殊可靠的裝置上進(jìn)行測量，更嚴(yán)禁用一般的壓力表作特殊介質(zhì)的壓力測量；（6）對于新購置的壓力檢測壓力變送器，在安裝使用之前，一定要進(jìn)行計(jì)量檢定，以防壓力壓力變送器運(yùn)輸途中震動(dòng)、損壞或其它因素破壞準(zhǔn)確度
