如何正確選擇壓力變送器

點(diǎn)擊次數(shù)：3356 更新時(shí)間：2010-04-23

壓力變送器選擇原理

        單晶硅諧振式傳感器：是一塊單晶硅芯片上采用微電子機(jī)械加工技術(shù)，在單晶硅芯片上制成兩個(gè)*一致的H形狀的諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動(dòng)。其諧振頻率 取決于梁的長(zhǎng)度和張力，其梁的長(zhǎng)度已經(jīng)確定，而張力是隨壓力變化而變化。從而把壓力的變化轉(zhuǎn)換成頻率的變化，對(duì)差壓采用頻率差分技術(shù)，并將頻率差信號(hào)直接 輸出到CPU進(jìn)行運(yùn)算和A/D轉(zhuǎn)換。
它具有如下特點(diǎn)：
1、精度高：    由于傳感器使用的是單晶硅諧振式傳感器，其優(yōu)良的性能保證了測(cè)量的精度，變送器的精度可達(dá)到±0.065%，這是其他變送器*的。
2、穩(wěn)定性好：由于電路采用了特性修正存貯器，對(duì)采集到的溫度、靜壓數(shù)據(jù)通過(guò)CPU運(yùn)算，修正因此產(chǎn)生的測(cè)量漂移。同時(shí)，智能轉(zhuǎn)換器采用了大規(guī)模集成電 路，并將放大器AISC化，減少了零部件，提高了放大器的自身可靠性，使儀表具有非常可靠的穩(wěn)定性和重復(fù)性。我廠(chǎng)從97年開(kāi)始使用EJA智能變送器至今， 幾乎無(wú)維護(hù)量，零點(diǎn)和量程均無(wú)漂移，深受變送器維護(hù)人員的青睞。
3、靜壓特性好：由于兩個(gè)諧振梁加工工藝精密，尺寸*一致，且處于同一表面，故在受壓后產(chǎn)生的頻率變化是相同的，其差值保持不變。 因此，在靜壓引入儀表時(shí)對(duì)測(cè)量幾乎沒(méi)有影響，保證了測(cè)量的精度。
4、具有良好的單向受壓特性：   變送器具有非常優(yōu)良的承受反復(fù)交替的高壓側(cè)、低壓側(cè)反復(fù)受壓的能力，其數(shù)值可大16Mpa。其受壓時(shí)間可達(dá)30S。其優(yōu)點(diǎn)是安裝時(shí)可以省去平衡閥，節(jié)省 投資。另一方面可以防止因誤操作或?qū)汗芏氯斐勺兯推鲉蜗蚴軌簱p壞，可以避免因此給企業(yè)造成的損失。
5、具有較寬的測(cè)量范圍：  EJA智能變送器在常用的范圍內(nèi)，其量程比為100：1，也可以為30：1～40：1。但衡量一種變送器是否具有較寬的測(cè)量 范圍外，還需要考慮變送器的各部分材質(zhì)和許多附加規(guī)格是否能一機(jī)多用，EJA變送器在這一點(diǎn)上顯示了較好的*性，其接液部件材質(zhì)、本體和排氣閥材質(zhì)均采 用JIS SUS316，膜盒材質(zhì)采用JIS SUS316L（膜片采用的是哈氏合金C-276），這樣的高耐腐蝕材質(zhì)，大大提高了變送器的通用性。因此，寬的量程比，通用性的接液部件材質(zhì)，附加規(guī)格 的減少，可使變送器的實(shí)用性和通用性得以提高，給設(shè)計(jì)者和使用者帶來(lái)方便。同時(shí)，也減少了備表的數(shù)量和種類(lèi)，為企業(yè)減少了維護(hù)費(fèi)用。
6、方便的組態(tài)能力和自診斷功能： EJA變送器具有智能通訊功能，可以通過(guò)手持終端BT200/HART375或者DCS（具有現(xiàn)場(chǎng)通訊功能的I/O卡件）遠(yuǎn)距離對(duì)EJA變送器的量程、工 程單位、運(yùn)算功能、阻尼時(shí)間、位號(hào)等進(jìn)行設(shè)置操作。并還可以對(duì)變送器進(jìn)行故障診斷和零點(diǎn)調(diào)整；另外，對(duì)變送器的自診斷功能可以顯示變送器的運(yùn)行狀況和故障 信息，從而，指導(dǎo)檢修維護(hù)人員對(duì)故障的分析和判斷。

        電容式壓力變送器：采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用且極穩(wěn)定的可變電容形式，可變電容由壓力腔上的膜片和固定在其上的絕緣電極所組成，當(dāng)感受到壓力變化時(shí)，膜片要 產(chǎn)生微微的翹曲變形，從而改變了兩極的間距，采用*的檢測(cè)電路測(cè)電容的微小變化，并進(jìn)行線(xiàn)性處理和溫度補(bǔ)償。傳感器輸出與被測(cè)壓力成正比的直流電壓或電 流信號(hào)。精巧的結(jié)構(gòu)、高性能的材料及的檢測(cè)電路的結(jié)合，賦予了電容式 壓力變送器以很高的性能。
它具有如下特點(diǎn)：
1、高性能：制作變送器的電容材料具有極穩(wěn)定的物理化學(xué)性能，使產(chǎn)品具有*的性能。精度高達(dá)± 0.02%FS 的傳感器，穩(wěn)定性?xún)?yōu)于± 0.05%FS ，如此高的性能是采用其它敏感原理的產(chǎn)品難以達(dá)到的。
2、機(jī)械變形：敏感電容模極板間距的微小的變化，即可產(chǎn)生可測(cè)量的電壓信號(hào)變化，小的機(jī)械變形使傳感器的遲滯和非重復(fù)性誤差大大降低，同時(shí)傳感器的速度也得到很大提高。
3、測(cè)量范圍寬： 的壓力變送器具有很寬的測(cè)量范圍，它可對(duì) 25Pa ～ 70MPa 范圍的壓力進(jìn)行的測(cè)量，且具有*的穩(wěn)定性。
4、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好：壓力變送器與其他同類(lèi)產(chǎn)品相比具有更高的穩(wěn)定性，與其它傳感器如金屬應(yīng)變式傳感器不同，電容式壓力變送器的蠕變，時(shí)效和溫度影響均很 小。幾乎所有不利因素對(duì)電容式傳感器輸出穩(wěn)定性的影響均小于其他形式的傳感器。 壓力變送器的零點(diǎn)穩(wěn)定性可達(dá)到 0.05%FS/ 年。
5、高輸出信號(hào)： 壓力變送器的電路可將電容的微小變化直接轉(zhuǎn)換成高輸出信號(hào)，而無(wú)需進(jìn)行信號(hào)放大，壓阻式傳感器（薄模式， C 式）輸出信號(hào)低，易受外界信號(hào)干擾等缺點(diǎn)，而這通常是傳感器穩(wěn)定性差，受溫度影響大，易受電磁波干擾的主要原因。
6、防腐性能好： 壓力變送器與介質(zhì)相接觸的材料均采用不銹鋼材料，因而可與許多酸堿溶液，腐蝕性氣體或液體很好地相容。
7、抗電磁場(chǎng)干擾：高輸出信號(hào)、抗干擾設(shè)計(jì)及采用金屬外殼和， 壓力變送器對(duì)外部電磁場(chǎng)具有很高的抑制能力，它具有與可編程控制相當(dāng)?shù)目垢蓴_能力。
8、在惡劣環(huán)境中工作：的壓力變送器非常經(jīng)久耐用，它的工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品可承受小 10 7 次測(cè)滿(mǎn)量程壓力循環(huán)，如果工作壓力不，傳感器的循環(huán)壽命幾乎可達(dá)到無(wú)限長(zhǎng)，而且其工業(yè)的產(chǎn)品均能承受 100 ～ 200kg 的沖擊和小 10 ～ 20 的振動(dòng)。

        在使用過(guò)程中我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)兩種變送器的差別，電容式壓變主要有羅斯蒙特的1151和3051系列。單晶硅諧振式壓變：日本橫河的430和530系列。
        電容式壓力變送器原理：壓力變送器被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在δ元件（即敏感元件）的兩側(cè)隔離膜片上，通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。
        當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。壓力變送器和壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。
        EJA系列智能變送器的工作原理： EJA系列智能變送器采用單晶硅諧振式傳感器，在單晶硅芯片上采用微電子機(jī)械加工技術(shù)分別在其表面的中心和邊緣作為兩個(gè)形狀、大小*一致的H形狀諧振 梁，由于處于微型真空腔中，不與充灌液接觸，因而確保振動(dòng)時(shí)不受空氣阻尼的影響。諧振梁分別將壓力、差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，送到脈沖計(jì)數(shù)器，再將兩頻率 之差直接傳遞到CPU（微處理器）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的4～20mA DC的輸出信號(hào)，并在模擬信號(hào)上疊加一個(gè)BRAIN/HART數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信。 膜盒組件中內(nèi)置的特性修正存貯器存貯傳感器的環(huán)境溫度、靜壓及輸入/輸出特性修正數(shù)據(jù)，經(jīng)CPU運(yùn)算，可使變送器獲得優(yōu)良的溫度特性和靜壓特性及輸入/輸 出特性。