關(guān)于壓力變送器工作原理及選型的思考

王政

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，促使了我國工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，隨著我國大規(guī)模集成化電路的發(fā)展并且已經(jīng)被應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域內(nèi)，壓力變送器也隨之發(fā)展并且應(yīng)用到比較重要的領(lǐng)域內(nèi)，比如電力、冶金等。隨著壓力變送器應(yīng)用的范圍越來越廣，我們必須要熟悉的掌握其工作原理，做好相關(guān)的選型工作，從而能夠使壓力變送器更好的為我國現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)其力量。

關(guān)鍵詞：壓力變送器、工作原理、選型

壓力變送器在工業(yè)領(lǐng)域中擁有著非常重要的作用，不僅可以將非電量轉(zhuǎn)換為可測量的電量，還可以起到一定的放大作用。隨著信息時代的來臨，在諸多領(lǐng)域上都進(jìn)行了自動控制和集中檢測，所以對壓力變送器的需求越來越多，并且對壓力變送器的精密以及穩(wěn)定性也有著越來越高的要求。目前我國市場上的壓力變送器主要就是電阻式、擴(kuò)散硅式以及陶磁式壓力變送器。

一、壓力變送器的基本介紹

1.基本概念

壓力變送器的主要功能就是來檢測流體的壓力，然后通過遠(yuǎn)程信號來進(jìn)行傳送，并且將傳送的信號來應(yīng)用計算機(jī)來對其進(jìn)行壓力控制或者監(jiān)測，壓力變送器的主要構(gòu)件就是壓力傳感器、測量電路以及過程連接件組成。可以將氣體以及液體通過傳感器將其轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的電信號，然后通過記錄儀以及調(diào)節(jié)器等設(shè)備來進(jìn)行相應(yīng)的測量和調(diào)節(jié)作用。

2.基本優(yōu)點

壓力變送器具有著諸多的優(yōu)點，其一，設(shè)置比較方便，并且可以有效的實現(xiàn)多點控制。如果壓力信號檢測出來的結(jié)論為連續(xù)信號，就可以將其設(shè)置為任意壓力值，進(jìn)而只需要對電控部分進(jìn)行設(shè)定就可以了。其二，為了能夠?qū)嚎s機(jī)進(jìn)行延長壽命，可以對壓縮機(jī)進(jìn)行高級控制。通過壓縮機(jī)的變頻技術(shù)，可以有效的使壓縮機(jī)運行的更加平穩(wěn)，通過減少相應(yīng)的啟動次數(shù)，不僅可以能夠延長壓縮機(jī)的使用周期，還可以能夠起到環(huán)保節(jié)能的作用。其三，提供控制精度，可以能夠使元件的可靠性更好。壓力變送器相比于壓力開關(guān)的檢測精度要高出數(shù)倍，所以其控制精度就會得到有效的提高，而壓力變送器的一些敏感元件都是非機(jī)械結(jié)構(gòu)，所以就不需要后期的維護(hù)工作，從而也可以從一定程度上降低損壞率。

二、壓力變送器的工作原理

1.電阻應(yīng)變片式壓力變送器

（1）基本概述。電阻應(yīng)變式壓力變送器由于其打信號輸出和不銹鋼結(jié)構(gòu)等特點，所以具備著其優(yōu)點，比如線性度高、溫度性能好、工作穩(wěn)定以及耐腐蝕等優(yōu)點，可以廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，目前已經(jīng)在我國的國防和工業(yè)自動化等領(lǐng)域內(nèi)被廣泛的應(yīng)用。電阻應(yīng)變式壓力變送器的主要組成部分是一種電阻應(yīng)變片，可以有效的將應(yīng)變變化轉(zhuǎn)化為一種電信號。

（2）工作原理。電阻應(yīng)變式壓力變送器的主要工作原理就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，也就是指在吸附基體材料上，金屬電阻應(yīng)變片隨著電阻而進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械形變，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的阻值變化的現(xiàn)象。一般情況下，通過特殊的粘和劑來使應(yīng)變片緊密的結(jié)合在生產(chǎn)力學(xué)應(yīng)變基體上，通過受力作用下，會使電阻應(yīng)變片發(fā)生一定的形變，進(jìn)而會使電阻值也隨之發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電阻上的電壓也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

2.擴(kuò)散硅壓力變送器

（1）基本概述。目前我國在使用的擴(kuò)散硅壓力變送器的主要壓力檢測元件就是進(jìn)口的擴(kuò)散硅或陶瓷芯體，傳感器信號經(jīng)過相應(yīng)的電子放大器進(jìn)行轉(zhuǎn)化。這種先進(jìn)的壓力變送器可以替代傳統(tǒng)的壓力表和差動變送器。由于擴(kuò)散硅壓力變送器具備的特點，其具有著非常強(qiáng)大的使用性能和功能，不僅可以與各種配套設(shè)施進(jìn)行使用，比如數(shù)字壓力表以及電子電位差計等，還可以能夠和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)或計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的配套使用。

（2）工作原理。在通過傳感器接收到壓力信號的時候，就會將其轉(zhuǎn)化為電信號，然后經(jīng)過輸出放大器對其進(jìn)行放大，最后通過V/A電壓電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)匹配的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號。

3.陶瓷壓力變送器

（1）基本概述。陶瓷材料本身就具備著諸多的優(yōu)點，比如高彈性、抗腐蝕以及抗沖擊等諸多優(yōu)點，并且陶瓷本身工作的溫度范圍非常廣，零下40度到135度之間的環(huán)境都可以，所以具有著測量的高精度以及高穩(wěn)定性。電氣的絕緣程度要大于兩千伏，能夠長期的保證穩(wěn)定的信號輸出。陶瓷壓力變送器不僅具備著高度的特性，還具有著其價格上的優(yōu)勢。

（2）工作原理。陶瓷壓力變送器的主要受力位置就是陶瓷膜片的前表面，從而使其發(fā)生細(xì)小的形變，并且通過背面的厚膜電阻形成一個惠斯通電橋。進(jìn)而可以形成一個電壓信號，并且該電壓信號可以和應(yīng)變式傳感器相容。通過相關(guān)的激光標(biāo)定，從而能夠使其具有較高的溫度和時間上的穩(wěn)定性，還可以與絕大多數(shù)的介質(zhì)進(jìn)行直接的接觸。

三、變送器如何選型

1.壓力量程范圍

在選擇比較適合的壓力變送器的時候，必須要首先確認(rèn)測量壓力的最大值，然后根據(jù)測量壓力的最大值的1.5倍左右的數(shù)值，來選擇相應(yīng)的壓力變送器。

2.精度等級

影響到精度等級的因素有非常多，比如遲滯性、非重復(fù)性以及溫度等因素的影響。但是最主要的影響因素是非線性、遲滯性和非重復(fù)性，壓力變送器的精度越高，其成本價格也就會越高。所以，要根據(jù)壓力變送器工作的環(huán)境來選擇適用的壓力變送器。

3.溫度范圍

目前，市場上的壓力變送器在溫度上面一般情況下會有兩個范圍，也就是正常操作的溫度范圍和溫度可補(bǔ)償?shù)姆秶Ｕ２僮鞯臏囟确秶饕褪侵笁毫ψ兯推髟谄涔ぷ鞯臏囟确秶鷥?nèi)工作并不會受到破壞，并不會影響到其精度，如果超出了正常操作的溫度范圍，可能會引起精度的缺失甚至是損壞。溫度補(bǔ)償范圍主要就是指，在壓力變送器工作的時候，其性能會有一定的指標(biāo)，溫度主要就是通過兩個方面來進(jìn)行輸出，即零點漂移和影響滿量程輸出。

4.勵磁電壓

在選擇壓力變送器的時候，應(yīng)該根據(jù)其輸出信號的類型來決定相應(yīng)的勵磁電壓。目前我國的放大變送器的內(nèi)部都會設(shè)有相應(yīng)的電壓調(diào)節(jié)裝置，所以電源電壓的范圍比較大。但是有些壓力變送器需要比較穩(wěn)定的工作電壓，所以考慮到需要穩(wěn)定的電壓，來決定是否安裝相應(yīng)的調(diào)節(jié)器。

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國工業(yè)化進(jìn)程日益加快，壓力變送器已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到我國各個領(lǐng)域內(nèi)，為了能夠真正的將壓力變送器的價值充分的發(fā)揮出來，必須要熟悉的掌握其工作原理，然后根據(jù)工程的實際情況來選擇相適應(yīng)的壓力變送器，這樣不僅可以有效的起到節(jié)能減排的作用，還可以有效的降低工程的投資成本，為企業(yè)帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益，有助于我國的可持續(xù)性發(fā)展。

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