一、工作原理

測量差壓的基本原理，即介質(zhì)差壓自硅油和隔離膜片向處于δ室中心位置的測量膜片進(jìn)行傳遞，其中，測量膜片的作用等同于彈性元件，直接受到其兩邊差壓的影響。測量膜片的位移隨差壓的增加而擴(kuò)大，其上限值為 0.1毫米。測量膜片的位移直接對由感壓膜片和固定電極所形成的差動(dòng)電容器的電容量產(chǎn)生影響，進(jìn)而通過電流 /電容轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)向直流電流信號的轉(zhuǎn)變，再由運(yùn)算放大電路對轉(zhuǎn)換而來的電流信號及調(diào)零信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出 4～ 20mADC的電流。

 

二、差壓變送器的選型

隨著社會生產(chǎn)力的不斷進(jìn)步，差壓變送器逐漸成為大多數(shù)行業(yè)的選擇，但同時(shí)在選用差壓時(shí)，需要綜合考慮截止溫度、工作環(huán)境等因素的影響。必須嚴(yán)格根據(jù)工藝要求對儀表的類型進(jìn)行選擇，從而為儀表的正常工作以及生產(chǎn)活動(dòng)的安全性提供有效保障�？梢詮囊韵聨讉�(gè)標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)選用差壓式變送器：

（一）被測介質(zhì)的性質(zhì)。觀察被測介質(zhì)的腐蝕性、粘度、溫度等特性，確定所選儀表的標(biāo)準(zhǔn)和水平，從而提高對資金的使用效率，更便于安裝和維護(hù)。若測量介質(zhì)較為清潔，則在差壓的選擇上以標(biāo)準(zhǔn)差壓即可。當(dāng)測量介質(zhì)呈粘稠狀或易結(jié)晶時(shí)，則多選擇外置膜片的差壓，從而有效阻止壓力測量孔被測量介質(zhì)堵塞，更好地保護(hù)差壓，延長使用期限[1]。

 

（二）測量的范圍。通常而言，差壓變送器的量程都是在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)的，其量程范圍#優(yōu)段為其量程的 1/3～ 2/3段，能夠有效提高測量的精度，尤其對于微差變壓器而言，量程范圍的設(shè)定更為關(guān)鍵。對系統(tǒng)中測量壓力的上限進(jìn)行明確，并以此為依據(jù)對變送器進(jìn)行選擇，使其壓力量程保持在壓力上限的 1.5倍左右。這是由于大多數(shù)系統(tǒng)中的水壓測量和加工處理受到峰值上下波動(dòng)的影響，壓力傳感器往往受到瞬間峰值變動(dòng)的影響。通常情況下，為有效降低壓力毛刺，往往選用一個(gè)緩沖器進(jìn)行緩沖，但也由此而對傳感器的響應(yīng)速度產(chǎn)生影響。因此需要在充分考慮壓力的精度、范圍及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上對變送器進(jìn)行選擇。

 

（三）精度等級。以工藝允許誤差及測壓范圍為標(biāo)準(zhǔn)對量程進(jìn)行選擇，然后以工藝允許誤差范圍對儀表允許誤差范圍進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算所得值的％和±號去掉，就可以得到精度。在缺乏相應(yīng)等級標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可以以精度等級為參照標(biāo)準(zhǔn)。在不同guojia，對于微差壓變送器的精度等級有著不同的標(biāo)準(zhǔn)。在美國和中國等guojia，將傳感器在線性#好的部分標(biāo)注精度，我們常用的10%-90%測量范圍精度就是采用的這種精度標(biāo)注方法，而歐洲所采用的精度標(biāo)注是對線性度#不好的部分進(jìn)行標(biāo)注，即指 90%-100%之間的精度以及反的0-10%之間的精度。用歐洲精度標(biāo)注法標(biāo)注的 1%等同于中國精度標(biāo)注的 0.5%。

 

（四）輸出信號。根據(jù)采集需要的不同，市場上存在眾多的差壓輸出信號，常見的有 4mA~20mA、0mA~20mA、0V~10V、0V~5V幾種。其中，4mA~20mA和0V~10V是#為常用的。而除了4mA~20mA為兩線制信號外，其余信號都是三線制信號。

 

（五）介質(zhì)溫度。一般情況下，差壓信號的轉(zhuǎn)換是通過電子線路實(shí)現(xiàn)的，故差壓的測量介質(zhì)溫度往往處于 -30℃～ +100℃之間。當(dāng)溫度過高時(shí)，常常采用冷凝彎對介質(zhì)進(jìn)行冷卻，這對于由廠家直接對耐高溫差壓進(jìn)行生產(chǎn)要少支出很多成本[2]。

 

（六）其他。根據(jù)實(shí)踐需要，部分場合下的變送器測量范圍需要根據(jù)現(xiàn)場的安裝位置在測量范圍內(nèi)進(jìn)行遷移。當(dāng)前，智能變送器已在大范圍內(nèi)進(jìn)行推廣，具有高穩(wěn)定性、調(diào)整簡便、精度高等優(yōu)良特點(diǎn)。另外，在某些特殊場合下，還需要充分考慮差壓供電電壓以及連接接口的防護(hù)和防爆。

 

三、差壓變送器的應(yīng)用

（一）智能式變送器。相比較于傳統(tǒng)差壓變送器，智能式差壓變送器已經(jīng)突破了對被測工藝參數(shù)的簡單轉(zhuǎn)換，同時(shí)具備了自診斷、A/D轉(zhuǎn)換以及遙控操作等功能，逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)—電—儀一體化。運(yùn)用復(fù)合傳感器新技術(shù)可以由同一半導(dǎo)體芯片實(shí)現(xiàn)對溫度、靜壓及差壓傳感器的綜合集成，有效降低了變送器靜壓和溫度的誤差，極大地提高了變送器的精度。若系統(tǒng)對測量的精度要求較高，其精que度直接影響到計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，就需要選用智能式的變送器。

 

（二）向體積小型化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的差壓變送器因體積偏大而較為笨重，必須附加一定的支撐才能進(jìn)行有效安裝。為改變這一現(xiàn)狀，差壓變送器逐步轉(zhuǎn)向小型化發(fā)展。將較為穩(wěn)定的集成電路傳感器運(yùn)用于變送器可以提高變送器的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)變送器的小型化，實(shí)現(xiàn)變送器安裝的經(jīng)濟(jì)性和便捷性。

（三）數(shù)字信號變送器。當(dāng)前，4mA～ 20mA直流電流模擬信號已被廣泛應(yīng)用于過程工業(yè)的控制儀表。受微機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展的推動(dòng)，快速實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號借口的建立，并由此而提出更高的變送器標(biāo)準(zhǔn)。

 

四、結(jié)語

要確保機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，就必須提高差壓變送器監(jiān)控的準(zhǔn)確度。這就要求堅(jiān)持正確的選型和使用方法選擇合適的差壓變送器，進(jìn)而提高實(shí)際應(yīng)用的靈活性，為自動(dòng)化控制系統(tǒng)做出更大的貢獻(xiàn)。