關于壓力變送器工作原理及選型的思考

王政

摘要：隨著我國社會經濟的快速發展，科學技術水平的不斷提高，促使了我國工業化的進一步發展，隨著我國大規模集成化電路的發展并且已經被應用到現代工業的各個領域內，壓力變送器也隨之發展并且應用到比較重要的領域內，比如電力、冶金等。隨著壓力變送器應用的范圍越來越廣，我們必須要熟悉的掌握其工作原理，做好相關的選型工作，從而能夠使壓力變送器更好的為我國現代化建設貢獻其力量。

關鍵詞：壓力變送器、工作原理、選型

壓力變送器在工業領域中擁有著非常重要的作用，不僅可以將非電量轉換為可測量的電量，還可以起到一定的放大作用。隨著信息時代的來臨，在諸多領域上都進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，然后通過遠程信號來進行傳送，并且將傳送的信號來應用計算機來對其進行壓力控制或者監測，壓力變送器的主要構件就是壓力傳感器、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變為標準的電信號，然后通過記錄儀以及調節器等設備來進行相應的測量和調節作用。

2.基本優點

壓力變送器具有著諸多的優點，其一，設置比較方便，并且可以有效的實現多點控制。如果壓力信號檢測出來的結論為連續信號，就可以將其設置為任意壓力值，進而只需要對電控部分進行設定就可以了。其二，為了能夠將壓縮機進行延長壽命，可以對壓縮機進行高級控制。通過壓縮機的變頻技術，可以有效的使壓縮機運行的更加平穩，通過減少相應的啟動次數，不僅可以能夠延長壓縮機的使用周期，還可以能夠起到環保節能的作用。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的檢測精度要高出數倍，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械結構，所以就不需要后期的維護工作，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.電阻應變片式壓力變送器

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

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

2.擴散硅壓力變送器

（1）基本概述。目前我國在使用的擴散硅壓力變送器的主要壓力檢測元件就是進口的擴散硅或陶瓷芯體，傳感器信號經過相應的電子放大器進行轉化。這種先進的壓力變送器可以替代傳統的壓力表和差動變送器。由于擴散硅壓力變送器具備的特點，其具有著非常強大的使用性能和功能，不僅可以與各種配套設施進行使用，比如數字壓力表以及電子電位差計等，還可以能夠和自動調節系統或計算機系統進行相應的配套使用。

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

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點，比如高彈性、抗腐蝕以及抗沖擊等諸多優點，并且陶瓷本身工作的溫度范圍非常廣，零下40度到135度之間的環境都可以，所以具有著測量的高精度以及高穩定性。電氣的絕緣程度要大于兩千伏，能夠長期的保證穩定的信號輸出。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，從而使其發生細小的形變，并且通過背面的厚膜電阻形成一個惠斯通電橋。進而可以形成一個電壓信號，并且該電壓信號可以和應變式傳感器相容。通過相關的激光標定，從而能夠使其具有較高的溫度和時間上的穩定性，還可以與絕大多數的介質進行直接的接觸。

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，必須要首先確認測量壓力的最大值，然后根據測量壓力的最大值的1.5倍左右的數值，來選擇相應的壓力變送器。

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，要根據壓力變送器工作的環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償的范圍。正常操作的溫度范圍主要就是指壓力變送器在其工作的溫度范圍內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，溫度主要就是通過兩個方面來進行輸出，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，應該根據其輸出信號的類型來決定相應的勵磁電壓。目前我國的放大變送器的內部都會設有相應的電壓調節裝置，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定的工作電壓，所以考慮到需要穩定的電壓，來決定是否安裝相應的調節器。

隨著我國社會經濟的快速發展，我國工業化進程日益加快，壓力變送器已經被廣泛的應用到我國各個領域內，為了能夠真正的將壓力變送器的價值充分的發揮出來，必須要熟悉的掌握其工作原理，然后根據工程的實際情況來選擇相適應的壓力變送器，這樣不僅可以有效的起到節能減排的作用，還可以有效的降低工程的投資成本，為企業帶來最大的經濟效益，有助于我國的可持續性發展。

參考文獻：

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