压力变送器的原理

压力变送器的原理

压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用压力变送器的原理及其应用

1、应变片压力变送器原理与应用

力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力变送器、半导体应变片压力变送器、压阻式压力变送器、电感式压力变送器、电容式压力变送器、谐振式压力变送器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力变送器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。

在了解压阻式压力变送器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变变送器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，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通常较小，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。

金属电阻应变片的内部结构

如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使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较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。

电阻应变片的工作原理

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-1 罗斯蒙特 3051 智能型压力变送器

工作原理

工作时，高、低压侧的隔离膜片和灌充液将过程压力传递给中心的灌充液，中心灌充液将压力传递到δ- 室传感器中心的传感膜片上。传感膜片是一个张紧的弹性元件，其位移随所受压差而变化（对于GP表压变送器，大气压力如同施加传感膜片的低压则一样，AP绝压变送器低压侧始终保持一个参考电压）。传感膜片的最大位移量为英寸（毫米）且位移量与压力成正比，两侧的电容极板检测传感膜片的位置。传感膜片和电容极板之间的电容的差值被转换成相应的电流，电压或数字HATR输出信号。

线路板模块

变送器线路板模块采用专用集成电路（ASICS）和表面封装技术。

线路块接收来自传感器膜头的数字信号和修正系数后，对信号进行修正和显性化。线路板模块的输出部分将数字信号转换成一个模拟信号输出，并可与HATR手操器通讯。可选的夜晶表头插入线路板上，百度文库 - 好好学习，天天向上

-2 可显示以压力工程单位或百分比为单位的数字输出。夜晶表头适用于标准变送器和低功耗变送器。

数据组态

组态数据存贮在变送器线路板上的永久性EEPROM存贮器中。变送器断电数据仍能保存，因此变送器一通电力可以工作。

数/模转换和信号传送

过程变量以数字方式存贮，可进行精确的修正和工程单位转换，之后经修正的数据被转换成一个模拟输出信号。HATR手操器存取传感器的数字信号，而不需要数/模转换从而达到更高精度。

通讯模式

1151型智能变送器采用HATR协议通讯，该协议采用工业标准bell202频移键控（FSK）技术，将一个高频信号叠加在电流输出信号上实现远程通讯。而不影响回路的一致性。

软件功能

HATR协议使用户很容易对1151智能型压力变送器进行组态，测试和具体设置。

组态

1151智能型可以很容易地用HATR手操器进行组态。组态包括两个方面。第一，对变送器可操作参数的设置，包括设置：

隔膜压力变送器的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——隔膜压力变送器。该专利由云

南科威液态金属谷研发有限公司申请，并于2018年1月5日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及工业自动化仪表技术领域，尤其涉及一种隔膜压力变送器。

发明背景

工业自动化控制所使用变送器，传送检测液体工作变量，如压力、液位、

温度、流量、比重等，用于监测、控制工艺过程的操作。

隔膜压力变送器是一种在工业领域测量流体压力的自动化仪表，它主要由

测压探头、毛细管、填充液和压力变送头组成，测压探头的一端设置有弹性

金属膜片，弹性金属膜片与测压探头之间形成密闭腔体；测压探头上具有用

于向密闭腔体内灌装填充液的灌装口；毛细管的一端与密闭腔体连通，毛细

管的另一端连接压力变送头；填充液（如硅油、氟油等）通过灌装口灌入密

闭腔体内，当密闭腔体和毛细管被灌满时，将灌装口堵住即可。使用时，使

罗斯蒙特3051压力变送器工作原理及结构

检修岗位

1.懂工作原理

3051 型变送器主要部件为传感器模块和电子元件外壳。传感器模块包括充油传感器系统（隔离膜、充油系统和传感器）以及传感器电子元件。传感器电子元件安装在传感器模块内并包括一温度传感器（电阻式测试检测器）、储存模块和电容/数字信号转换器（C/D 转换器）。来自传感器模块的电子信号被传输到电子元件外壳中的输出电子元件。电子元件外壳包括输出电子线路板（微处理器、储存模块、数字/模拟信号转换器或 D/A 转换器）、本机零点及量程按钮和端子块。

因为 3051C 型变送器设计压力适用于隔离膜，当油偏离中心膜时，改变电容信号。然后该电容信号在 C/D 转换器中被转换成数字信号。随后微处理器从电阻式温度检测器和 C/D 转换器中获取信号并计算出正确的变送器输出。随后，该信号被送到 D/A 转换器，D/A 转换器将信号转换回模拟信号并在4-20 mA 输出上叠加 HART 信号。

2.懂设备结构

2.1 3051 型变送器结构图

表压/绝压变送器

2.2 3051 型变送器参数设置

HART 通讯装置快捷键序列

功能

快捷键序列

报警和饱和电平 1， 4， 2， 7

模拟输出报警类型 1， 4， 3， 2， 4

触发模块控制 1， 4， 3， 3， 3

触发操作 1， 4， 3， 3， 3

自定义表头组态 1， 3， 7， 2

自定义表头值 1， 4， 3， 4， 3