电容式压力变送器工作原理

1151 电容式模拟压力变送器技术培训教材1.仪表基本工作原理:仪表采用微位移电容传感器,被测压力作用于膜头的隔离膜片,通过灌充硅油,传导到电容室(δ室)的中心感压膜片,使之产生微位移从而改变了电容室的差分电容,经过特殊设计的电子电路,将此差分电容的相对值转换为电流信号加以放大输出.因此整个变送器除中心感应膜片的微小位移外,(仅0.1MM),无机械传动及调整装置. 顾精度高,稳定性好,抗静压和振动.由于上述特点,罗斯蒙特核级压力变送器1152,1153及1154的基本原理均采用电容式传感器及配套的模拟电子电路.1-1:核心部件的结构特点:参考上图,1151核心部件/俗称:模头的主要分为5部分:中心感压膜片6.是在施加予张力条件下焊接的.这样一来,既可使膜片的位移与输入差压成线性关系,又可以大大减小正负压室法兰的张力和力矩影响而产生的误差.中心膜片两侧为弧型电极(Alphaline®),可以有效地克服静压的影响及单向过压保护的问题.除中心感压膜片6.外, (正,负压侧弧型电极 8,10差动电容的固定电极), 正,负压侧隔离膜片16,5,玻璃绝缘体1 和敏感部件基座18构成 室.室中充满灌充液, ( 硅油或氟油),用以传递压力.为保证充液不会汽化,变送器的工作温度压力点必需落在其灌充液/油的汽化曲线的上方!(Y 轴为绝压)1151------充硅油时,MAX:104C!@1 Atm.这与1152型核变是一样的.中心感压膜片6 与正,负压侧弧型电极 8,10差动电容的固定电极构成两个差分电容, C-1,C-2;当输入压力为零时,该电容约为150pf.1-2:由上述特点得到的测量原理:电容式压力传感器的理论分析证明其传输特性为:1.差动电容的相对变化值△Cid/△ Cis与被测差压成线性关系.2.差动电容的相对变化值△Cid/△ Cis与灌充液的介电常数无关.这样一来,传感器的温度系数大为改观.* Cid=两电容之差;* Cis=两电容之和;1-3:转换放大部分的电子电路:电路主要包括电容- 电流转换电路和放大及输出限幅电路两部分.前者由振荡器,解调器,振荡控制放大电路和线性调整电路4部分组成;后者由电流放大,量程调整,零点调整迁移电路,输出限幅电路及阻尼调整电路等构成.各电路的相互联系请参考下图.注意,电路的关键功能是输出一个与模头电容成正比的信号电流给后面的放大电路.A: 电容/电流转换及线性调整电路:差动电容传感器的δ室由振荡器供电.因此,两个电容的电容量变化导致振荡器的等效谐振电容变化,从而影响振荡频率,经解调器相敏整流后, 被转化为电流的变化,它输出两组信号:如忽略分布电容的影响, 其差模信号Id的大小与差动电容的变化之差成正比;另一组为共模信号Ic它与两电容之和Cis成正比;即:式中: 峰值电压25-32V, 频率:32Khz. 可见,共模与差模电流的平均值不仅与 差分电容有关,还与振荡器输出电压峰值及频率成正比.我们的问题就是要 排 除上述除差分电容以外的影响,让输出电流的平均值仅与电容的变化率成 线 性关系.参照下图,并进行节点分析可得到上式.电容 > 电流转换电路电容>电流转电路的工作原理:由电路图可知:式中Ic , Id 分别为流过电容C1,C2的交流平均电流之和与之差,与传感器的 模片电容之和与之差成正比. fVpp Ci Ci i i Ic fVpp Ci Ci i i Id *)12(21*)12(12+=+=-=-=Vpp Ci Ci i i Ic fVpp Ci Ci i i Id *)12(21*)12(12+=+=-=-=两式相除得:该式表明,只要维持Ic 的恒定,即可使差动信号与差动电容的相对值成线性关系. 如何实现这一目的呢?这就是控制振荡器的任务!共模信号Ic 作为振荡控制放大电路的输入, 通过IC1的深度闭环负反馈作用来 控制振荡器的供电电压(25-30V/32KHZ),即IC1的输出,也即振荡器的振幅,反过 来实现Ic 的恒定. 从而保证了Id 与差压ΔP 之间的单一因果关系.Id 与调零信号及反馈信号(量程信号)迭加后经电流放大电路放大成4-20mA 的 输出电流Io.由于深度的负反馈, Io 与Id 保持高度的线性.线性补偿电路:由于传感器的δ 室的电容电极存在分布电容,该电容使得δ 室的总电容值(见下 式分母)随差压的增加而增大的非线性因素无法忽略,从而使传感器的差模信号 Id 与ΔP 之间不存在线性关系.为克服分布点容所造成的非线性误差,在变送器线路中设计了线性补偿电路.该 电路使Ic 随ΔP 的增加而适当减少来补偿总电容值的变化,从而使Id 输出保持线 性.线性调整是通过电位器R24实现的.补偿的结果可使非线性误差小于+/-1%..B:放大及输出限幅电路:放大及输出限幅电路的作用是把电容电流转换成符合仪表控制要求的标准信号, 如4-20MA.如同振荡控制电路,输出放大同样采用深度负反馈,通过电位器调整反馈量从而改 变放大器的增益进行量程调整.要注意的是,该调整会影响零点!零点是通过对IC3的偏置电压进行调整实现的,同时,对偏置电压分挡调节实现零 点的迁移.同样情况,零点的变动会影响满度值(但不是跨度),因此上述调整要反复 进行!这与智能变送器不同!为了限制输出电流的最大值,电路利用晶体管饱和结电压,构成30MA 限流电路. 上述电路将变送器的电路控制在2.7MA 至30MA 之间.C:阻尼电路:为使变送器具有抑制输入差压瞬间变动对输出电流的干扰,电路中设有阻容式时 间常数电路,用来调整阻尼系数(0.2S-1.67S)1212Ci Ci Ci Ci IcId +-=1212Ci Ci Ci Ci Ic Id +-=D:零点及量程的温度补偿:根据变送器模头的正,负温度系数,电子电路内设置了负温度系数的热敏电阻来补偿零点及量程的误差.零点的温度补偿电阻在仪表出厂时经过计算机测试系统的精确选定,以保证补偿的最佳结果.<1151 电容式压力变送器电原理图>E:仪表的输入电路:D14的作用是为保证指示表头未接入时的输出电流通路,D13除起稳压作用外,还起电源反向保护作用.由于变送器电子电路内部为电容藕合接地,因此,如使用兆欧表检查对地绝缘电阻时, 其输出电压不宜超过100V!2.仪表的选型安装:2-1: 1151的工作类型及相应量程:1151变送器按用途不同分为差压,表压,绝压等类型.除此以外,共有8种量程可选. 表压范围从7.5Kpag到41369Kpag ,差压范围从7.5Kpa到6895 Kpa, 绝压范围从37Kpa到6895 Kpa. 此技术指标1152型核表与其一样.2-2: 静压的限制:静压范围对电力应用十分重要,因此有必要关注.例如:DP 型变送器量程4,5,零点误差为2000Psi 下+/-0.25%URL!量程误差可修正至:+/-0.25%输入读数./1000Psi.对于1151DP系列产品,任意一侧压力加至0-13.79Mpa时,不会引起损坏!同样,在上述静压范围内所有性能指标保持不变.对于1151HP系列产品, 任意一侧压力加至0psia-4500psig(0-31Mpa)时,不会引起损坏! 同样,在上述静压范围内所有性能指标保持不变对于1151AP系列产品,为13.79Mpa.对于1151GP系列产品,其安全使用范围示量程的不同而不同,范围应在13.79Mpa-51.71Mpa.2-3: 量程可调范围:当使用差压变送器测量流量时, 量程可调范围变得十分重要.量程可调范围的定义是: URV/MINIMUN SPAN!例如: 1151S: 50:1; 1152D/A 6:12-4: 安装不当对仪表的最终性能影响很大.常见的安装问题大致有:1.泄漏2.摩擦损失3.气体引压管中有液体或液体引压管中有气体.(压头误差)4.测差压时,引压管温度不等引起密度变化(压头误差)5.变送器安装不当.针对气体,液体,蒸汽应用的不同安装.2-5:仪表的投运1.把排气,排液工作.2.测量液体,蒸气时应先行充液.3.差压变送器投运时,应避免单向受压.即:开平衡阀>高压侧>低压侧>关平衡阀4.清零.5.调阻尼.6.手操器的应用.使用手操器可以大大方便用户对智能仪表的现场组态,调校及故障诊断.对使用HART通讯协议的仪表,其最小负载电阻为250欧姆!现有的最新手操器型号为375型.你必须了解每一个仪表的DDS菜单以便熟练操作.通过操作培训,你可以掌握必要的步骤. 常用的功能菜单包括:1.BASIC SETUP(基本设置)在此菜单下,你可以完成:A.修改工程变量的单位及输出量程;B.工艺位号;C.输出变量的开方;D.输出变量的阻尼时间常数.2. DIAGNOTICS AND SERVICE(诊断及服务) 在此菜单下,你可以完成:A.廻路测试;B.传感器的校验,主要为传感器清零;(ZERO TRIM)2.PROCESS VARIABLES(过程变量)在此菜单下,你可以观察:压力变量;4-20MA输出等主要参数. 275型手操器的外形与键盘分布.<1151S 的菜单树><375手操器的键盘>3.模拟输出仪表的调校:智能式压力变送器因采用高性能的微处理器,因此,其线性化和各种补偿均自动进行. 但是,通常的模拟输出仪表(大多数核级变送器属于此类)的补偿只能通过分立电子电路经人工完成.1151变送器的现场调校包括:*安装零点的调整.* 阻尼的调整. ( 0.2-1.67S)* 迁移量的调整.* 线性度矫正.* 静压的补偿调校.*此5项功能1152与其一样!3-1.现场调零E.安装变送器,释放或平衡仪表压力,并送电.F.等待仪表稳定.G.松开仪表的名牌,使用改锥调正零点螺母,使仪表输出4MA.此调正不会影响20MA的状态.任何由于安装引起的零点,可以用此法消除.3-2.迁移:A.迁移量: 指零点的位置与仪表的当前量程跨度的百分比%.B.迁移范围:迁移后的零点及量程不应超过仪表的最大允许量程.C.大范围内的迁移须调整电子板上的跳线. (请参考跳线图)D.先进行零点基础上的量程校准,再进行迁移.E.负迁移为600%,正迁移为500%,迁移不影响SPAN.<正负迁移图> ZERO ELEVATION : 负迁移.ZERO SUPPRESSION: 正迁移.<迁移跳线>3-3.线性化调整.A.通常无须进行.B.如需调整,则:1.加50%量程压力,2.记录该点的输出误差值. (mA)3.将此值乘以6后再乘以仪表的当前的量程比.4.如果上述值为负,则将其加在20mA上,反之减去.5.使用该输出值重校量程(即加满量程输入压力时调整阻尼电位器).下图为线性及阻尼调整电位器.3-4.阻尼调整.可通过下图组尼调整螺钉进行.出厂时为0.2S,最大可调整为16.67S.3-5.静压的补偿:A.静压影响定义为:每1000Psig 静压对仪表标定量程的偏移误差.仅对差压变送器有意义!B.有3 种办法计算补偿量:1.计算输入的压力,调校20MA.例如:RANGE-4,0-150H2O,静压1500PSI,查表得知补偿系数为:-0.0087,则有150+[(-0.0087X150)*1500/1000]=148.04H2O;施加上述压力作为量程值重新校准20MA.2.查表,找到给定压力下的输出值,加常压下的输入压力,调整量程电位器,校到此值.3.查表求得RANGE3-8的静压补偿系数.再计算相应输出.例如:RANGE-5 的系数为0.131,则,0.131*1500Psi/1000Psi=0.197ma.则CAL.POINT=20MA+0.197=20.197MA.将仪表输出标定到此值即可!<模头电路板>4: 故障的判断及排除:4-1. 当变送器出现故障时, 应首先排除外部电路及应用安装方面的因素.4-2. 当确认仪表需要分解检查时, 参照下图进行分解.4-3. 如凭目视未发现有元器件损坏,则进行模头电容的接地和绝缘测试.4-4. 参照模头电路板图, 使用100V以下的兆欧表测试接插件1-4脚对模头外壳的电阻,应大于10兆欧.4-5. 测试接插件第8脚对模头外壳的电阻,应为0 欧姆.4-6. 如上述测试正常,仍无法确定故障,应进行电子板更换测试,必要时,更换模头组件.<1151 变送器分解图>< 完 >。

压力变送器的原理和分类压力变送器是一种常用于工业自动化控制系统中的传感器设备，它能够将压力信号转换为标准的电信号输出，以实现对压力参数的测量、监测和控制。

本文将介绍压力变送器的基本原理和常见的分类。

一、压力变送器的原理1. 压力传感器原理压力传感器是压力变送器的核心部件，它通过感受被测介质的压力信号，将压力转换为电信号输出。

常见的压力传感器原理有压阻式、电容式和电感式等。

2. 传感器与变送器的结合传感器检测到的压力信号需要经过处理后才能输出为标准的电信号，以便与控制系统进行通信。

变送器的作用就是将传感器采集到的压力信号进行放大、线性化和隔离等处理，最终输出为标准的电信号。

二、压力变送器的分类根据测量原理和结构特点，压力变送器可分为以下几类：1. 压阻式压力变送器压阻式压力变送器采用特殊的压阻元件，当被测介质的压力作用于压阻元件时，其电阻值发生变化，通过对电阻值进行测量和处理，转换为相应的电信号。

它具有简单、可靠、价格较低等特点，广泛应用于工业控制和仪表领域中。

2. 容式压力变送器容式压力变送器采用能够随压力变化而发生形变的柔性膜片或隔膜作为感应元件，通过测量膜片或隔膜的形变程度来间接测量压力。

它具有高精度、高稳定性、抗冲击性好等特点，广泛应用于流量、液位等精密测量领域。

3. 振动式压力变送器振动式压力变送器利用悬挂在晶体上的微小质量块，并通过质量块在介质压力作用下发生的微小振动来检测压力变化。

它具有响应速度快、可测低压、不易受介质性质和温度影响等特点，广泛应用于石油、化工等工业领域。

4. 电容式压力变送器电容式压力变送器利用被测介质的压力改变感应电容器之间的电容值发生变化，通过测量电容值来间接测量压力。

它具有高精度、高稳定性、抗干扰能力强等特点，广泛应用于医疗、航空航天等领域。

5. 压电式压力变送器压电式压力变送器利用压电材料的压力感应特性，将被测介质的压力转换为相应的电荷输出或电压输出。

它具有体积小、抗振、可靠性高等特点，广泛应用于汽车、航空等领域。

电容式压力变送器原理电容式压力变送器是一种常用的压力测量仪器，它利用电容原理来实现对压力的测量和转换。

在工业生产中，电容式压力变送器被广泛应用于各种场合，如石油化工、电力、水利、制药等领域。

它具有测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点，因此备受青睐。

电容式压力变送器的工作原理主要包括两个部分，电容原理和压力测量原理。

首先是电容原理，电容式压力变送器是利用电容的变化来实现对压力的测量。

当压力作用在传感器上时，传感器内部的感应电极会产生位移，从而改变电容的数值。

其次是压力测量原理，通过测量电容的变化，可以准确地反映出压力的大小。

电容式压力变送器通过电路的放大和处理，将压力信号转换成标准的电信号输出，从而实现对压力的测量和控制。

电容式压力变送器的结构主要包括传感器、信号处理电路和输出电路。

传感器是电容式压力变送器的核心部件，它能够将压力信号转换成电容信号。

信号处理电路主要用于放大和处理电容信号，使其能够被准确地转换成标准的电信号。

输出电路则将处理后的电信号输出到控制系统中，实现对压力的测量和控制。

电容式压力变送器的应用范围非常广泛，可以用于测量气体、液体等各种介质的压力。

在工业自动化控制系统中，电容式压力变送器可以实现对压力的远程测量和控制，为生产过程提供了重要的数据支持。

同时，电容式压力变送器还可以与计算机、PLC等设备配合使用，实现对压力信号的处理和分析，为工艺优化和设备维护提供了重要的技术支持。

总的来说，电容式压力变送器以其精准的测量、稳定的性能和广泛的应用领域，在工业自动化控制系统中扮演着重要的角色。

随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，电容式压力变送器将会迎来更广阔的发展空间，为工业生产提供更加可靠、精准的压力测量和控制技术支持。

变送器 转换放大
电路
感谢观看
2.动态特性好
电容差压变送器活动零件少，而且质量很好，本身具 有很高的自振频率，所以动态特性好。
电容式差压变送器的主要优点
3.能量损耗小
电容式差压变送器的工作是变化极板的间距，而电容 变化并不产生热量。
4.结构简单，适应性好
电容式差压变送器的主要结构是两块金属极板和绝缘层， 结构很简单，在振动、辐射环境下仍然能正常工作。
反馈电路
I0 4～20 mA
3 测量部件：将被测差压或差压变化转换成差动电容值的变化
4 测量原理分析
设d0-测量膜片与两电极间的原始距离，-极板间介质的介电常数，
A-极板间的有效面积， P=0时，得到
Ci1
Ci2
A d0
4 测量原理分析
Ci1
Ci2
A
d0
有差压作用时，感压膜片产生弹性变形，电容发生变化，即
零点迁移电路
放大电路ΔS↑
ΔPi↑ 感压 差动
δc↑ 电容-电流 Ii
放大和输出
I0
0～将10I0s电k膜Pa片流测信量部电号件容转换成转转换4换~电器2路0mA.DC统一标限准制电电路流信4号～2输0 m出A 。 反馈电路
2 电路工作Байду номын сангаас程
差动电容由高频振荡器供电。当差压P使感压膜片 产生位移时，电容Ci1增加，Ci2减小，流经Ci1、Ci2的高频 电流发生变化，经解调器解调，输出两组直流电流信号， 一组为i1-i2，即差动信号IS，另一组为i1+i2，即共模信号IC。
2 电路工作过程
其中共模信号IC反馈到一对标准电阻上形成反 馈电压与基准电压比较，使i1+i2=常数。

电容式压力变送器原理
电容式压力变送器是现代工业技术开发的一项关键技术，主要作用是把变得的
压力变化转变成对应的电信号，以满足对测量技术的要求。

电容式压力变送器原理是把外部压强作用到内部的压力感应电容上，进而使其
容量发生变化，并产生电信号，以实现压力传感和测量。

原理是压力变送器上的压力流体将压力作用到保持压力适中的压力容器上，此时压力容器的容量就发生变化，从而引起变压器的压力感应电容容量的变化，变化的大小与压力流量的压力有关，变压器上的电容接受这个变化，进而将它转换成电信号，最后输出电信号。

电容式压力变送器的优点在于其测量范围广，准确度高；整个系统工作稳定，
免维护，价格低，可以满足大部分工程上对压力测量的要求。

另外它还具有噪声少、可靠性强、小尺寸及模块功能完善等优点，使其应用范围越来越广。

总而言之，电容式压力变送器是一种简单易用、快速响应、准确度高的变送器，可以将外部压强变化转变成对应的电信号，以满足对测量技术的要求，是一种新兴的工业技术和测量技术。

各种电容式压力变送器外形图
低压侧 进气口 电子线 路位置
高压侧 进气口 内部不锈钢膜片的位置
各种电容式压力变送器外形图
各种电容式压力变送器外形图
法兰
变送器包括测量部分和转换放大电路两部分，其构成方 框如图所示。输入差压pi作用于测量部分的感压膜片， 使其产生位移，从而使感压膜片（即可动电极）与两固定 电极所组成的差动电容器之电容量发生变化。此电容变化 量由电容—电流转换电路转换成电流信号，电流信号与调 零信号的代数和同反馈信号进行比较，其差值送入放大电 路，经放大得到整机的输出电流I0。
电源 装置
变送器 现场 两线传输
接收 R仪表 控制室
采用两线制变送器不仅可节省大量电缆线和安装费 用，而且有利于安全防爆。因此这种变送器得到了 较快的发展。 要实现两线制变送器，必须采用活零点的电流信号。 由于电源线和信号线公用，电源供给变送器的功率 是通过信号电流提供的。在变送器输出电流为下限 值时，应保证它内部的半导体器件仍能正常工作。 因此，信号电流的下限值不能过低。国际统一电流 信号采用4~2OmA(DC) ，为制作两线制变送器创造了 条件。
调零 零点迁移 X 测量部分 zi+ z0 _ C zf 放大器 K 反馈部分 F y
由下图可以求得变送器输出与输入之间的关系为:
Kห้องสมุดไป่ตู้(CX Z 0 ) Y 1 KF
式中，K—放大器的放大系数；
F—反馈部分的反馈系数； C—测量部分的转换系数。 当满足深度负反馈的条件，即KF>>l时，上式变为:
R29 Vo1
BG1
T1 5 7 C19 6 C20 R30 9
振荡器原理图
振荡器由放大器IC1的输出电压Vo1供电，从而使IC1能 控制振荡器的输出幅度。

压力变送器的工作原理压力变送器是一种用于测量液体或气体压力并将其转换为标准信号输出的装置。

它在工业自动化控制系统中起着至关重要的作用，能够准确地将压力转换为电信号，从而实现对压力的监测和控制。

下面我们将详细介绍压力变送器的工作原理。

1. 压力传感器压力变送器的核心部件是压力传感器，它通常由感应元件和信号处理电路两部分组成。

感应元件是将压力信号转换为电信号的装置，常见的压力传感器有压阻式、压电式、电容式和电感式传感器。

信号处理电路则是对感应元件输出的电信号进行放大、滤波和线性化处理，以保证输出信号的稳定性和准确性。

2. 压力传感原理压力传感器的工作原理基于压力与某种物理量（如电阻、电容、电感等）之间的关系。

以压阻式传感器为例，当外界施加压力时，感应元件内部的电阻会发生变化，从而使得输出电信号发生相应的变化。

通过对输出信号的处理，就可以得到与外界压力成正比的电信号输出。

3. 压力变送原理压力变送器的工作原理与压力传感器类似，但在信号处理电路方面有所不同。

压力变送器通常会对输出信号进行放大、滤波和线性化处理，并且能够将输出信号转换为标准的电流信号（如4-20mA）或电压信号（如0-5V、0-10V），以便与工业控制系统进行连接。

4. 工作原理总结综上所述，压力变送器的工作原理可以总结为：当外界斨加压力时，压力传感器内部的感应元件会产生相应的物理量变化，通过信号处理电路对这一变化进行处理，最终将其转换为标准的电信号输出。

这一输出信号可以被工业控制系统读取，并用于实现对压力的监测和控制。

总的来说，压力变送器通过压力传感器将压力信号转换为电信号，再经过信号处理电路的处理，最终输出标准的电流或电压信号。

这种工作原理使得压力变送器在工业自动化控制系统中具有广泛的应用前景，能够满足对压力监测和控制的各种需求。

电容式压力变送器在天平中的应用
不象大多数实验室天平采用电磁平衡测量原理及绝大多数计数秤采用的应变片技术,美国Setra采用了自己发明的独特的”可变陶瓷电容技术” .这个设计提供了重量测量的牢靠,精度和合理的价格,两个放置平行的镀金条被热熔于陶瓷传感器模块中.两个电极间间距只有几百分子一毫米.当一负载放在天平的秤盘上,引起陶瓷梁的弯曲,改变两个电极间间距,电极被接入LC的震荡电路,震荡频率随负载测量电容而改变,从零负载到满负载(天平的标称量程),频率变化可达每秒2百万个周期.因为我们天平内的的微处理器可每秒内的每一个周器的变化,我们很多天平的型号可拥有极高的显示分辨(e.g., 1 part in 500,000),同样,工业计数秤也拥有非常高的内部分变率(如model 2000C可检测1 ppm的重量变化)这个测量重量的设计非常独特,Setra已取得若干个相关的专利,设计的简单性非常好的运用与相对小巧部件的计数,没有运动部件的设计又加强了可靠性. 1987年, ISWM(国际称重计量协会)授予Setra技术卓越奖,表彰Setra同时在新技术的发明对科学和测量工业的贡献和已被证明的商业上成功. Setra全力投身于发现新的很更好的方法测量重量,下一代高精度的电子天平和秤已在Setra研发部门展开.
Setra压力变送器的工作原理
Setra的压力变送器采用了结构简单、坚固耐用且极稳定的可变电容形式，下图为Setra压力变送器的结构示意图，可变电容由压力腔上的膜片和固定在其上的绝缘电极所组成，当感受到压力变化时，膜片要产生微微的翘曲变形，从而改变了两极的间距，采用Setra独特的检测电路测电容的微小变化，并进行线性处理和温度补偿。传感器输出与被测压力成正比的直流电压或电流信号。精巧的结构、高性能的材料及先进的检测电路的完美结合，赋予了Setra压力变送器以很高的性能。

3051压力变送器北京北方泰克自动化设备有限公司出产的TK-3051压力变送器（3051电容式压力变送器）采用全新的压力传感器（δ元件(即敏感元件）。

在相同工艺产品拥有绝对的价格优势。

TK-3051压力变送器的工作原理：3051压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。

当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号，电容式压力变送器的A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号，其值被微处理器用来判定输入压力值。

微处理器控制变送器的工作。

TK-3051压力变送器技术参数：输出信号：4～20mA DC传输形式：二线制数字量：两线制4～20mADC并叠加符合HART协议的过程变量数字信号。

零点迁移范围：零点可随意正迁移或负迁移，但不得使设定的测量范围上下限和量程超出极限值。

温度范围：环境温度：-40～85℃（选用LCD指示表时为-20～70℃）测量介质温度：-40～104℃湿度：0～90%相对湿度精度：线性输出：±0.1%（对量程比为1：1），包括线性、变差、重复性的综合误差开方输出：在输出压力为4～100%时，为±（0.2%的标定量程+0.05%的上限）TK-3051压力变送器材料代码：（部分）代号含义M3 数字液晶显示表头E1 普通电缆接头E2 防爆电缆接头B1 管装弯支架B2 盘装弯支架B3 管装平支架D1 法兰侧面排气/排液阀在上部D2 法兰侧面排气/排液阀在下部G1 腰形法兰G2 焊管接头G3 一体化三阀组i 本安D 隔爆G ≤200℃（高温硅油）F ≤380℃（高温氟油）标准防腐材料结构材料法兰接头排气/排液阀隔离膜片F12 碳钢316 316LF13 碳钢哈氏C 哈氏C-276 F14 碳钢蒙乃尔蒙乃尔K-500F15 碳钢316L 钽F22 316L 316L 316LF23 316L 316L 哈氏C-276【3051压力变送器选型表】我公司出产的数字化·智能压力/差压变送器包含全系列量程与特殊结构，型号构成如下表：TK-3051□ C □□□□Y电容式压力C 差压0 负压1 表压（对于量程1、2的差压静压为0.4MPa）2绝压（量程须≥100kPa ；量程范围在30～98kPa之间精度为0.5%）3 差压静压2.5MPa4 差压静压4MPa5 差压静压6.4MPa6 差压静压16MPa7 差压静压25MPa8 差压静压32MPa9 差压静压40MPa1 0-0.06～0.3kPa2 0-0.25～1.5kPa3 0-1.2～10kPa4 0-6～40kPa5 0-30～180kPa6 0-160～1000kPa7 0-400～2500kPa8 0-1600～8000kPa9 0-4000～25000kPa0 0-7000～40000kPa0 标准型1 单平法兰型2 双平法兰型（量程须≥6kPa）3 单插法兰型4 双插法兰型（量程须≥6kPa）5 一平一插法兰型（量程须≥6kPa）高级智能型（全数字化传感器、自带通讯键2盘）注：推荐用户在上述量程使用，极限状态下可进行100:1使用压缩量程后精度按如下公式计算：注：为避免出现错误，请在安装之前请详细阅读说明书，TECK/泰克仪表宣。

电容式压力变送器的原理及应用原理介绍电容式压力变送器是一种常用的压力传感器，通过测量被测介质（液体或气体）对传感器内部两个电极之间的电容变化来实现对压力的测量。

其原理可简要归结为以下几个步骤：1.电容传感器结构：电容式压力变送器通常由两个平行金属电极（通常是不锈钢）组成的电容传感器构成。

这两个电极之间形成一个可变的电容，该电容的大小随着被测介质的压力变化而变化。

2.电容变化测量：压力传感器通过改变两个电极之间的电容值来测量被测介质的压力变化。

当被测介质施加压力时，介质会压缩或膨胀，导致电容的变化。

这个电容的变化可以通过电容传感器测量电路来进行检测和转换。

3.信号转换：测量到的电容变化信号通过变送器的电路进行处理和转换，通常转换为电流信号（如4-20mA）或电压信号（如0-10V），以便传输和读取。

应用场景电容式压力变送器具有广泛的应用领域，以下是一些常见的应用场景：•工业自动化：电容式压力变送器常用于工业自动化系统中，用于监测和控制液体或气体的压力。

例如，在流程控制、液位测量、气体输送等方面都可以使用电容式压力变送器。

•石油和天然气行业：在石油和天然气行业中，电容式压力变送器被广泛用于监测和控制油井、管道和储存设备中的压力。

它们可以提供稳定和准确的压力测量，确保系统的安全和可靠性。

•医疗设备：电容式压力变送器在医疗设备中也有广泛的应用。

例如，在血压监测仪、呼吸机和体外循环设备中都可以使用电容式压力变送器来监测和控制内部压力。

•环境监测：电容式压力变送器可以用于环境监测领域，如大气压力、水深测量等。

它们可以具备防水、防腐蚀等功能，在恶劣的环境条件下仍能正常工作。

•汽车工业：在汽车工业中，电容式压力变送器通常用于监测发动机和制动系统中的油压。

它们能够提供准确的压力测量值，确保发动机和制动系统的安全和可靠运行。

优势和注意事项电容式压力变送器具有以下优势和注意事项：•高精度：电容式压力变送器可以实现高精度的压力测量，在工业和科学领域中得到广泛应用。

压力变送器的工作原理压力变送器的工作原理压力变送器是工业应用中常用的一种压力传感器，广泛应用于水利水电、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。

压力变送器原理压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，然后将压力信号转变成4-20mADC信号输出。

主要有电容式压力变送器和扩散硅压力变送器，陶瓷压力变送器，应变式压力变送器等。

介质压力直接作用于敏感膜片上，分布于敏感膜片上的电阻组成的惠斯通电桥，利用压阻效应实现了压力量向电信号的转换，通过电子线路将敏感元件产生的毫伏信号放大为工业标准信号。

电容式当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为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，然后采用专用芯片将这个电压信号转换为工业标准的4-20mA电流信号或者1-5V电压信号。

由于测量膜片采用标准化集成电路，内部包含线性及温度补偿电路，所以可以做到高精度和高稳定性，变送电路采用专用的两线制芯片，可以保证输出两线制4-20mA电流信号，方便现场接线。

扩散硅被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。

陶瓷压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥（闭桥），由于压敏电阻的压阻效应，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。

应变片式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。

压力变送器工作原理压力变送器是一种常用的传感器，用于测量液体、气体或蒸汽的压力，并将压力信号转换成标准的电信号输出。

本文将详细介绍压力变送器的工作原理。

一、传感器原理1.1 压力传感器：压力传感器是压力变送器的核心部件，通过压力传感器来感知被测介质的压力变化。

1.2 敏感元件：压力传感器内部通常装有敏感元件，例如压阻式、电容式、热敏电阻式等，用来将压力信号转换成电信号。

1.3 信号处理电路：压力传感器输出的电信号经过信号处理电路进行放大、滤波、线性化等处理，以确保输出信号的稳定性和准确性。

二、工作原理2.1 压力传感器感应：当被测介质的压力作用在压力传感器上时，压力传感器内部的敏感元件会受到压力的影响而产生变化。

2.2 电信号输出：敏感元件产生的变化会被转换成电信号，经过信号处理电路处理后输出。

2.3 输出信号：压力变送器输出的电信号通常为标准的模拟信号（如4-20mA、0-5V等）或数字信号，可以直接连接到控制系统或数据采集设备。

三、工作原理分析3.1 压阻式压力传感器：压阻式压力传感器是利用压阻效应来感应压力变化的，其输出信号与压力成正比。

3.2 电容式压力传感器：电容式压力传感器利用电容的变化来感应压力变化，其输出信号与压力成反比。

3.3 热敏电阻式压力传感器：热敏电阻式压力传感器利用热敏电阻的温度变化来感应压力变化，其输出信号与压力成正比。

四、应用领域4.1 工业自动化：压力变送器在工业自动化领域广泛应用，用于监测管道、容器等设备的压力变化。

4.2 石油化工：在石油化工行业，压力变送器用于监测油气管道、储罐等设备的压力情况。

4.3 汽车工业：汽车领域中，压力变送器被广泛应用于发动机、变速箱等部件的压力监测。

五、总结5.1 压力变送器是一种重要的传感器设备，通过测量压力变化实现对被测介质的监测和控制。

5.2 不同类型的压力传感器采用不同的工作原理，可以根据具体应用场景选择合适的压力变送器。

电容式压力变送器原理电容式压力变送器是一种广泛应用于工业控制领域的压力测量仪器。

它通过测量电容的变化来获取被测介质的压力值，并将其转化为标准电信号输出，以实现对压力的精确监测和控制。

其基本原理是利用电容量与压力之间的关系，通过变化电容的大小来反映被测介质的压力变化。

电容是指由两个电极之间形成的电场中所储存的电量。

在电容式压力变送器中，压力传感器的一个电极由一个具有弹性的隔膜构成，另一个电极则由外壳构成。

当被测介质的压力作用在隔膜上时，隔膜会发生微小的变形。

这个微小的变形会导致电极之间的距离发生变化，从而改变电容量。

通常情况下，隔膜的一侧与被测介质相连，另一侧则与空气或真空相连，形成差压。

由于电容与电极之间的距离成反比，因此差压越大，电容量就越小。

为了测量电容的变化，电容式压力变送器通常采用两种主要的测量方法：容量悬臂杆和平行板电容。

容量悬臂杆是将一个具有电容性的弹性梁（悬臂杆）与压力腔连接起来。

当压力作用于腔体时，腔体会发生微小的形变，进而改变悬臂杆的位置。

这个位置的变化会导致电容的变化。

通过测量电容变化的大小，可以得到被测介质的压力值。

平行板电容是将一个可变电容的平行板结构放置在隔膜上。

当压力作用于隔膜时，隔膜会发生微小的形变，从而改变平行板之间的距离。

通过测量电容变化的大小，可以计算出被测介质的压力值。

无论是容量悬臂杆还是平行板电容，电容式压力变送器往往需要配套使用一个信号调理器，用于将电容变化转化为标准信号输出。

信号调理器通常包括一个变压器、一个放大器和一个滤波器。

变压器用于将电容变化转化为更大的电压信号，放大器用于放大电压信号的幅值，滤波器用于去除噪声干扰，使得输出信号更加稳定和准确。

总之，电容式压力变送器利用电容量与压力之间的关系，通过测量电容的变化来获取被测介质的压力值。

它具有结构简单、精度高、使用便捷等优点，在工业控制领域得到了广泛的应用。

电容式压力变送器测量液位的工作原理概述电容式压力变送器是一种应用广泛的工业仪表，它可以用来测量液位、压力和重量等物理量。

测量液位是其主要的应用之一。

本文将介绍电容式压力变送器测量液位的工作原理。

一、液位的定义和测量方法液体是一种没有固定形状的物质，它会根据容器的形状而变化。

液位是指液体表面和容器上方的空气界面之间的距离，通常是以毫米或英寸为单位的。

1.机械式液位计：机械式液位计通常由浮子、指针和刻度盘组成。

当浮子随着液位的升降而上下移动时，指针也随之移动，指向刻度盘上相应的液位刻度。

该种液位计具有机械结构复杂、易损坏、测量范围受限等缺点。

2.雷达液位计：雷达液位计是利用无线电波测量液位的一种方法。

它通过将电磁波向液面发射，然后接收反射的电磁波，根据电磁波的时间延迟计算出液位。

该种液位计具有功耗大、成本高等缺点。

3.压力式液位计：压力式液位计是利用液体的压力和下方的压力传感器之间的差值来测量液位的。

该种液位计需进行现场校准，在寒冬或炙热的夏季，液体的密度也会发生变化，导致测量不准确。

4.电容式液位计：电容式液位计是利用电容变化与液位变化的关系来测量液位的。

电容式液位计具有结构简单、测量范围广、精度高等优点，成为一种应用广泛的液位测量方法。

二、液位测量仪的组成电容式液位计主要由测量电极、槽体（容器）和信号处理电路组成。

测量电极：测量电极是一个嵌入液体中的金属杆或井，它与槽体的底部保持一定距离，测量电极的长度则取决于测量范围。

当测量电极与槽体内的液面之间存在一个空气间隙时，就会形成一个电容器。

槽体：槽体是储存或运输液体的容器，它可以是金属、塑料或陶瓷等不同的材料，具体取决于它的应用环境。

信号处理电路：信号处理电路是电容式液位计的核心部分，它从测量电极处接收到电容变化的信号，经过处理和计算后，将液位高度转换成标准信号输出到PLC或DCS控制器。

三、电容原理在了解电容式液位计的工作原理之前，我们需要先了解电容原理。

电容式差压变送器是20世纪80年代研制开发的新型差压变送器，它利用单晶硅谐振传感器，采用微电子表面加工技术，除了保证±0.2%的测量精度外，还可实现抵制静压、温飘对其影响。

由于配备了低噪声调制解调器和开放式通讯协议，目前的电容式差压变送器可实现数字无损耗信号传输。

1.结构及工作原理变送器主要有检测部分和信号转换及放大处理部分组成。

检测部分由检测膜片和两侧固定弧形板组成，检测膜片在压差的作用下可轴向移动，形成可移动电容极板，并和固定弧形板组成两个可变电容器C1和C2，结构及电气原理可见图6-11。

检测前，高、低压室压力平衡，P1 =P2；按结构要求，组成两可变电容的固定弧形极板和检测膜片对称，极间距相等，C1 =C2。

当被测压力P1和P2分别由导入管进入高、低压室时，由于P1 >P2隔离膜片中心将发生位移，压迫电解质使高压侧容积变小。

当电解质为不可压缩体时，其容积变化量将引起检测膜片中心向低压侧位移，此位移量和隔离膜片中心位移量相等。

根据电工学，当组成电容的两极板极间距发生变化时，其电容量也将发生变化，即从C1=C2变为C1≠C2。

由电气原理图可知，未发生位移时，I1=I2=0；ι1+ι2=ιc；发生位移后，由于相对极间距发生变化，各极板上的积聚电荷量也发生变化，形成电荷位移，此时反映出I1≠ I2，两者之间将产生电流差，若检测出其值大小以及和压差的关系，即可求取流量。

2.变送电流与压差的关系'设：未发生位移时，按电容定义：式中K——比例常数；ε——介电常数；S——弧形板绝对面积；d0-——弧形板和可动极板之间相对平均距离。

当发生位移Δd后，仍按电容定义有：由图6-11可看出，在电动势为e，角频率为ω的高频电源驱动下，其充放电流差为：将C1和C2定义表达式带入上式，有：由推导结果可以得出，电流差和可动极板(检测膜片)中心位移成正比，由于此位移和被测压差成正比，所以电流差与被测压差以及流量均成正比。

压力变送器的原理及应用1. 压力变送器的原理1.1 什么是压力变送器压力变送器是一种用于测量和转换压力信号的设备。

它将压力信号转换为标准的电信号输出，用于监测和控制压力参数。

1.2 压力变送器的工作原理压力变送器的工作原理基于压阻效应或电容效应。

主要有以下两种类型：1.2.1 压阻式压力变送器压阻式压力变送器利用金属箔片的压阻效应来测量压力。

当外部压力作用到压阻器时，金属箔片的电阻值会发生变化。

通过测量电阻值的变化，可以确定压力的大小。

1.2.2 电容式压力变送器电容式压力变送器利用电容效应来测量压力。

它包含两个金属电极，当外部压力改变时，电容值也会发生变化。

通过测量电容值的变化，可以确定压力的大小。

2. 压力变送器的应用压力变送器广泛应用于各个行业，主要用于以下方面：2.1 工业自动化在工业自动化领域，压力变送器可用于测量和控制各种液体和气体的压力。

例如，在化工生产过程中，通过使用压力变送器监测压力变化，可以实时调整生产设备的工作状态，确保生产的安全和稳定。

2.2 石油和天然气行业在石油和天然气行业，压力变送器是必不可少的设备。

它们用于测量油井的压力、管道系统的压力以及储罐的液位。

这些数据对于确保油气的安全生产和输送至关重要。

2.3 汽车制造压力变送器在汽车制造中被广泛应用。

例如，在汽车发动机中，压力变送器用于测量发动机的压缩缸压力，以监测引擎的工作状态。

此外，压力变送器还用于测量制动系统的液压压力，确保制动系统的稳定性和安全性。

2.4 医疗设备在医疗设备中，压力变送器用于测量和监测血压、呼吸机压力等生命参数。

这些数据对于医疗人员提供准确的诊断和治疗非常重要。

2.5 环境监测压力变送器可以用于环境监测，例如测量大气压力、水深等参数。

这些数据对于气象预测、海洋研究等领域具有重要意义。

结论压力变送器是一种用于测量和转换压力信号的重要设备。

它的工作原理基于压阻效应或电容效应，可以广泛应用于工业自动化、石油和天然气行业、汽车制造、医疗设备以及环境监测等领域。

电容式压力变送器工作原理
电容式压力变送器是一种常用的工业测量装置，它可以将压力信号转化为电信号输出。

电容式压力变送器的工作原理如下：
1. 电容式压力变送器通常由两个金属平板构成的电容器和一个介质组成。

其中一个金属平板固定，称为静板；另一个金属平板可移动，称为动板。

2. 当无外力作用时，动板与静板之间的介质厚度保持恒定，从而形成一个初始的电容。

3. 当压力作用于介质时，介质会发生变形，导致动板受力，从而改变了动板与静板之间的间距和电容。

4. 变化的电容可转化为电信号，通过电路进行放大和处理后，输出一个与压力信号成比例的电压或电流。

5. 根据输出信号的变化可以得知被测压力的大小。

电容式压力变送器的优点包括测量范围宽、测量精度高、稳定性好等；缺点是对介质的性质有一定的要求，以及需要进行定期的校准和维护。