压力测量元件及变送器

压力变送器内部结结构
压力变送器内部结构
压力变送器是一种传感器，它使用测量压力作为输入，并转换为电信号作为输出。

压力变送器的内部结构通常包括信号线、电阻式膜片、传感器等，它们共同起到提供可靠准确的压力测量的作用。

一般的压力变送器由以下几个部分组成：
1、信号线：信号线是用来将压力变送器的输出电信号传输给监测仪表的部件。

它采用的材料有普通线缆、高可靠度铜电缆、矿物油电缆、不锈钢线缆、硅橡胶电缆等。

2、电阻式膜片：电阻式膜片是指用来测量压力的部件。

电阻式膜片由导体片、阻碍片和膜片三部分组成，当受到压力的作用时，电阻式膜片的电阻值会发生变化，这样可以用电信号表示压力大小。

3、传感器：传感器是指将变化的压力反馈给监测仪表的部件。

压力变送器通常采用的传感器有温度传感器、液位传感器、硅片传感器、高温封装传感器等。

4、电子元件：电子元件是指负责处理压力变送器内部的信号传输，并产生输出电信号的部件。

压力变送器中所用的电子元件有变压器、变频器、放大器等。

这些部件组成的压力变送器可以精确测量不断变化的压力并将其转换为电信号，用于监测压力大小。

- 1 -。

压力变送器的作用和工作原理压力变送器是一种常见的工业自动化仪表，广泛应用于各个行业，起到了重要的作用。

它可以将被测介质的压力转换成标准信号，通过电气或电子系统进行处理和传输。

下面将从作用和工作原理两个方面来介绍压力变送器。

一、压力变送器的作用1. 测量和监控压力：压力变送器的主要作用是测量和监控压力。

在工业生产中，许多过程都需要对压力进行控制和监测，以确保生产的安全和稳定。

压力变送器可以将被测介质的压力转换为电信号，通过显示仪表或控制系统进行实时监测和控制。

2. 传输和转换信号：压力变送器可以将被测介质的压力信号转换为标准信号，如4-20mA电流信号或0-10V电压信号。

这些标准信号可以方便地进行传输和处理，使得压力数据能够被其他仪表或系统接收和处理。

二、压力变送器的工作原理压力变送器的工作原理基于压力的力学性质和电气原理。

下面以常见的压阻式压力变送器为例，介绍其工作原理。

1. 压阻式压力变送器的结构：压阻式压力变送器主要由感应元件和电路模块组成。

感应元件通常采用金属薄膜应变片或硅片，它们具有压力敏感性，能够随着被测介质的压力变化而发生形变。

电路模块负责将感应元件的形变转换为电信号。

2. 压力的测量原理：当被测介质施加压力时，感应元件会发生形变。

在压阻式压力变送器中，感应元件通常是一片金属薄膜应变片。

当介质压力作用在应变片上时，应变片会发生弯曲或拉伸，导致电阻值发生变化。

通过测量电阻值的变化，可以获得被测介质的压力信息。

3. 电信号的转换和传输：通过电路模块，将感应元件的电阻变化转换为标准信号。

常见的转换方式是将电阻变化转换为电流信号或电压信号。

转换后的信号可以方便地被其他仪表或系统接收和处理。

总结：压力变送器是一种重要的工业自动化仪表，具有测量和监控压力、传输和转换信号的作用。

其工作原理基于压力的力学性质和电气原理，通过感应元件和电路模块将被测介质的压力转换为电信号进行传输和处理。

压力变送器的应用广泛，为各个行业的生产过程提供了重要的支持和保障。

常见压力变送器/传感器的原理和分类压力变送器是一种把非电量转变成电信号的器件，变送器关键件主要包含：压力敏感部件、集成电路、结构件三部分。

压力敏感部件有溅射型、电阻应变型、扩散硅型、微熔型、蓝宝石型、陶瓷型等，在外加激励电压后，通过惠斯登测量原理输出电信号，达到测量介质压力的目的。

☆电阻应变压力变送器原理电阻应变型压力变送器关键器件是电阻应变片，它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。

通常是将应变片通过特殊的粘合剂紧密的粘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。

☆陶瓷压力变送器原理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，连接成一个惠斯登电桥，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，根据压力量程的不同，标准的信号可标定为2.0 / 3.0 / 3.3mV/V 等，可以和应变式传感器相兼容。

通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，并可以和绝大多数介质直接接触。

☆扩散硅压力变送器原理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，使传感器内部芯片的电阻值发生变化，利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。

☆溅射薄膜压力变送器原理在高真空度中，利用磁控技术，将绝缘材料、电阻材料以分子形式淀积在不锈钢弹性膜片上，形成分子键合的绝缘材料薄膜和电阻材料薄膜，并与弹性不锈钢膜片融为一体，再经过光刻、调阻、温度补偿等工序，在弹性不锈钢膜片上形成牢固而稳定的惠斯登电桥，当被测介质压力作用于弹性不锈钢膜片时，惠斯登电桥则产生与压力成正比的电输出信号，将信号经过放大、调节等处理，再配以适当的结构，就成为各个应用领域的压力传感器和变送器。

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。

压力变送器的原理和分类1. 压力变送器的原理压力变送器是一种用于测量、变换和传递压力信号的装置。

它利用一种传感元件，将被测压力转换为与压力成正比的电信号或气动信号。

主要原理包括弹簧变形原理、压力传感元件原理以及电气信号转换原理。

1.1 弹簧变形原理压力变送器中常用的弹簧原理是指通过受力后的弹性形变，将被测压力转换为推动位移或转动，从而产生输出信号。

它采用了恒力弹簧或恒位移弹簧，在压力作用下发生变形，从而产生变量输出。

1.2 压力传感元件原理压力传感元件是压力变送器的核心部件，常见的有电阻应变式压力传感器和膜片式压力传感器。

电阻应变式压力传感器利用应变电阻的改变来检测压力变化，膜片式压力传感器则利用薄膜受力变形来测量压力。

1.3 电气信号转换原理压力变送器将压力信号转换为电信号的过程称为电气信号转换。

常见的转换方式有电阻变化、电容变化以及电压输出等。

根据具体应用，可以选择相应的信号转换原理。

2. 压力变送器的分类压力变送器根据不同的工作原理、测量范围和应用场合，被分为多种分类。

下面将介绍常见的压力变送器分类。

2.1 绝对压力变送器绝对压力变送器能够测量相对于真空压力零点的绝对压力，常见的应用领域包括高海拔地区气压测量、空气质量检测等。

2.2 相对压力变送器相对压力变送器测量的是相对于大气压力的压力值。

它通常用于气体压力、液体压力等的测量。

2.3 差压变送器差压变送器能够测量两个系统之间的压力差值，常见的应用场景包括压力过滤检测、流体泵测压等。

2.4 电容式压力变送器电容式压力变送器利用电容的变化来测量压力。

它具有灵敏度高、响应速度快等优点，广泛应用于工业自动化控制领域。

2.5 振动式压力变送器振动式压力变送器利用振动频率的变化来测量压力，适用于高温、高粘度液体的测量，如油井压力、炼油压力等。

2.6 数字式压力变送器数字式压力变送器通过内部的处理单元将模拟信号转换为数字信号，具有高精度、抗干扰能力强等特点，广泛应用于工业控制系统中。

用于压力测量的仪表种类很多，按其转换原理可大致分为以下几种。

1、液柱式压力表液柱式压力表是根据静力学原理，将被测压力转换成液柱高度来进行压力测量的。

这类仪表包括U形管压力计、单管压力计、斜管压力计等。

常用的测压指示液体有酒精、水、四氯化碳和水银。

这类仪表的优点是结构简单，反应灵敏，测量准确；缺点是受到液体密度的限制，测压范围较窄，在压力剧烈波动时，液柱不易稳定，而且对安装位置和姿势有严格要求。

一般仅用于测量低压和真空度，多在实验室中使用。

2、弹性式压力表弹性式压力表是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成元件的位移来测量压力的。

常见的有弹簧管压力表、波纹管压力表、膜片（或膜盒）式压力表。

这类测压仪表结构简单，牢固耐用，价格便宜，工作可靠，测量范围宽，适用于低压、中压、高压多种生产场合，是工业中应用最广泛的一类压力测量仪表。

不过弹性式压力表的测量精度不是很高，且多数采用机械指针输出，主要用于生产现场的就地指示。

当需要信号远传时，必须配上附加装置。

3、压力传感器和压力变送器压力传感器和压力变送器是利用物体某些物理特性，通过不同的转换元件将被测压力转换成各种电量信号，并根据这些信号的变化来间接测量压力的。

根据转换元件的不同，压力传感器和压力变送器可分为电阻式、电容式、应变式、电感式、压电式、霍尔片等形式。

这类压力测量仪表的最大特点就是输出信号易于远传，可以方便地与各种显示、记录和调节仪表配套使用，从而为压力集中监测和控制创造条件。

在生产过程自动化系统中被大量采用。

扩展资料：用途：压力表可以指示、记录压力值，并可附加报警或控制装置。

仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力(习惯上称表压)、负压(习惯上称真空)和差压。

工程技术上所测量的多为表压。

压力的国际单位为帕，其他单位还有：工程大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。

压力是工业生产中的重要参数，如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。

压力变送器工作原理压力变送器是一种用于测量和转换压力信号的仪器，广泛应用于工业自动化控制系统中。

它能够将被测压力信号转换为标准的电流信号或电压信号，以便于监测、控制和记录。

1. 压力变送器的基本原理压力变送器的基本原理是利用力的传递和变换来实现压力的测量和转换。

它由感应元件、变送器和电路组成。

感应元件：压力变送器的感应元件通常采用压阻式或电容式传感器。

压阻式传感器是通过压阻材料的电阻值与压力之间的关系来实现压力测量的。

电容式传感器则是通过测量电容值与压力之间的关系来实现压力测量的。

这些感应元件能够将压力信号转换为电阻值或电容值。

变送器：变送器是压力变送器的核心部件，它负责将感应元件转换的电阻值或电容值转换为标准的电流信号或电压信号。

变送器通常采用电桥或电容变送器来实现。

电桥变送器是通过调节电桥的电阻值来实现电流信号的输出。

电容变送器则是通过调节电容值来实现电压信号的输出。

电路：电路是压力变送器的控制和处理部分，它可以根据需要对信号进行放大、滤波、线性化等处理。

电路还可以根据用户的要求进行输出信号的调节和校准。

2. 压力变送器的工作过程压力变送器的工作过程可以分为以下几个步骤：(1) 压力传感：被测介质的压力作用在感应元件上，使其发生变化。

(2) 信号转换：感应元件将压力信号转换为电阻值或电容值。

(3) 信号处理：电路对感应元件输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理。

(4) 信号输出：经过处理后的信号被转换为标准的电流信号或电压信号，以便于监测、控制和记录。

3. 压力变送器的特点和应用压力变送器具有以下特点：(1) 高精度：压力变送器能够提供高精度的压力测量和转换。

(2) 宽测量范围：压力变送器可以适应不同的压力范围，从几毫巴到几百兆帕。

(3) 良好的稳定性：压力变送器具有良好的长期稳定性和重复性。

(4) 耐用性强：压力变送器通常采用不锈钢等材料制作，具有良好的耐腐蚀性和耐高温性。

(5) 易于安装和维护：压力变送器具有简单的结构和便于安装的特点，同时也易于维护和保养。

文章标题：深度解析压力变送器和温度变送器的符号在工业自动化控制系统中，压力变送器和温度变送器是两种常见的传感器设备，它们在工艺控制和监测中起着至关重要的作用。

了解其符号标识对于工程师和技术人员来说至关重要。

本文将深入探讨压力变送器和温度变送器的符号，帮助读者更好地理解这两种设备的工作原理和使用方法。

一、压力变送器的符号1. 压力变送器的定义压力变送器是一种将被测压力转换成标准信号输出的变送器。

在控制系统中，它通过测量被测介质的压力，将其转换成标准的电信号，以实现对压力的测量、控制和调节。

2. 压力变送器的符号标识在工程图纸或控制系统图表中，压力变送器通常以标准的符号进行表示。

其符号主要包括压力测量元件、电气连接和输出等部分。

下面是压力变送器的典型符号标识：（1）压力测量元件表示在图中，压力变送器的压力测量元件通常以P表示，P下方常带有符号，表示压力的测量范围和单位。

P1表示1MPa的压力测量，P2表示2MPa的压力测量等。

（2）电气连接表示在图中，压力变送器的电气连接通常以符号表示。

常见的符号包括连接线、接地、输入电源和输出信号等。

连接线表示压力变送器的电气连接，接地表示地线连接，输入电源表示电源输入，输出信号表示标准信号输出等。

（3）输出表示在图中，压力变送器的输出通常以符号表示。

常见的符号包括4-20mA输出、0-10V输出等。

4-20mA表示标准的电流输出，0-10V表示标准的电压输出等。

二、温度变送器的符号1. 温度变送器的定义温度变送器是一种将被测温度转换成标准信号输出的变送器。

在工艺控制系统中，它通过测量被测介质的温度，将其转换成标准的电信号，以实现对温度的测量、控制和调节。

2. 温度变送器的符号标识在工程图纸或控制系统图表中，温度变送器通常以标准的符号进行表示。

其符号主要包括温度测量元件、电气连接和输出等部分。

下面是温度变送器的典型符号标识：（1）温度测量元件表示在图中，温度变送器的温度测量元件通常以T表示，T下方常带有符号，表示温度的测量范围和单位。

压力变送器的组成和测量原理图作为一个转换为电信号的测量仪表，图1-2-1是压力变送器有一个基本的工作框图：压力传感器检测到压力后，输出一个电信号，这个信号可以是电压，也可以是频率或脉冲。

信号处理电路会把这个信号放大或者整形，若是智能变送器会把这个信号转换为数字量，进行非线性及温度的补偿，然后再转换为模拟量，送给变送输出部分，变成4～20mA电流信号。

若是非智能变送器，则直接把模拟的电信号送变送输出。

一般的变送器均为2线制仪表，即供电和测量信号的输出使用相同的2根导线。

图1-2-1压力变送器基本工作框图2.3压力传感器压力传感器的作用是将压力的物理信号转换为电信号。

通常使用的压力传感器主要有3类。

2.3.1陶瓷电容传感器以三氧化二铝陶瓷构成，当传感器感受压力后，两导电极板间距离发生变化，引起电容量发生变化。

通过振荡电路可以将这个电容变化转换为电压信号，就可以测量出电容量也就是压力大小。

陶瓷电容压力传感器的特点是热稳定性好，抗过载能力可达量程的百倍以上，没有液体传递压力，无任何填充液，不会产生工艺污染，因此在食品、医药等行业有着广泛的应用，加之是干式陶瓷膜片，也没有安装位置影响。

有的陶瓷压力传感器带有专用调理电路，可直接输出0.5~4.5V的电压信号。

虽然压力传感器的量程范围不同，但是输出信号的幅值都相同。

即0.5V对应传感器测量的最小压力，4.5V对应最大压力，其余中间各点与测量压力成线性关系。

例如，-0.1～１MPa的压力传感器，在压力为0时的理论输出为0.86V。

2.3.2金属电容差压传感器图1-2-2金属电容差压传感器罗斯蒙特公司使用金属电容传感器制成了1151差压变送器，现在国内很多厂家的差压变送器都是参考1151制造的。

金属电容差压传感器的原理是：被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在敏感元件的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充的硅油传送到测量膜片两侧。

由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。

压力变送器分类介绍压力变送器是一种常用的工业测量仪表，用于将被测压力转换为标准信号输出，通常为电流信号（如4-20mA）或电压信号（如0-5V）。

根据不同的工作原理和结构特点，压力变送器可以分为多种不同的分类。

以下将介绍常见的几种压力变送器分类。

1.基于应变片原理的压力变送器：基于应变片原理的压力变送器是一种使用金属应变片的变送器。

当外部压力作用在应变片上时，应变片产生应变，应变产生的电阻变化通过电路传感进行放大，并转换为标准电信号输出。

这种压力变送器具有高精度、高稳定性和良好的线性特性，广泛应用于高精度压力测量。

2.基于薄膜片原理的压力变送器：基于薄膜片原理的压力变送器使用金属或陶瓷薄膜片作为敏感元件。

当外部压力作用在薄膜片上时，薄膜片发生形变，使电阻发生改变，并通过电路传感进行放大，转换为标准电信号输出。

这种压力变送器结构简单，体积小巧，适用于需要小尺寸和轻量化的应用场合。

3.基于压电元件原理的压力变送器：基于压电元件原理的压力变送器使用压电材料作为敏感元件。

当外部压力作用在压电材料上时，压电材料发生压电效应，产生电荷或电压信号。

这种压力变送器具有快速响应、高频测量、高温稳定性等优点，常用于动态压力测量和特殊环境测量。

4.基于电容原理的压力变送器：基于电容原理的压力变送器使用电容传感器测量被测介质的压力。

当外部压力作用在电容传感器上时，电容的值发生变化，并经过信号处理电路转换为标准电信号输出。

这种压力变送器具有高精度、高灵敏度、低功耗等优点，广泛应用于精密测量和自动控制领域。

以上是常见的四种压力变送器分类，每种类型的压力变送器都有其特点和适用范围。

在选择压力变送器时，需要根据具体的测量要求和工作环境来确定最合适的类型。

此外，还需考虑价格、可靠性、维护要求等因素，以确保选择到最适合的压力变送器。