一、工作原理

測量差壓的基本原理，即介質(zhì)差壓自硅油和隔離膜片向處于δ室中心位置的測量膜片進行傳遞，其中，測量膜片的作用等同于彈性元件，直接受到其兩邊差壓的影響。測量膜片的位移隨差壓的增加而擴大，其上限值為 0.1毫米。測量膜片的位移直接對由感壓膜片和固定電極所形成的差動電容器的電容量產(chǎn)生影響，進而通過電流 /電容轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)向直流電流信號的轉(zhuǎn)變，再由運算放大電路對轉(zhuǎn)換而來的電流信號及調(diào)零信號進行轉(zhuǎn)換，輸出 4～ 20mADC的電流。

 

二、差壓變送器的選型

隨著社會生產(chǎn)力的不斷進步，差壓變送器逐漸成為大多數(shù)行業(yè)的選擇，但同時在選用差壓時，需要綜合考慮截止溫度、工作環(huán)境等因素的影響。必須嚴格根據(jù)工藝要求對儀表的類型進行選擇，從而為儀表的正常工作以及生產(chǎn)活動的安全性提供有效保障。可以從以下幾個標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)選用差壓式變送器：

（一）被測介質(zhì)的性質(zhì)。觀察被測介質(zhì)的腐蝕性、粘度、溫度等特性，確定所選儀表的標(biāo)準(zhǔn)和水平，從而提高對資金的使用效率，更便于安裝和維護。若測量介質(zhì)較為清潔，則在差壓的選擇上以標(biāo)準(zhǔn)差壓即可。當(dāng)測量介質(zhì)呈粘稠狀或易結(jié)晶時，則多選擇外置膜片的差壓，從而有效阻止壓力測量孔被測量介質(zhì)堵塞，更好地保護差壓，延長使用期限[1]。

 

（二）測量的范圍。通常而言，差壓變送器的量程都是在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)的，其量程范圍#優(yōu)段為其量程的 1/3～ 2/3段，能夠有效提高測量的精度，尤其對于微差變壓器而言，量程范圍的設(shè)定更為關(guān)鍵。對系統(tǒng)中測量壓力的上限進行明確，并以此為依據(jù)對變送器進行選擇，使其壓力量程保持在壓力上限的 1.5倍左右。這是由于大多數(shù)系統(tǒng)中的水壓測量和加工處理受到峰值上下波動的影響，壓力傳感器往往受到瞬間峰值變動的影響。通常情況下，為有效降低壓力毛刺，往往選用一個緩沖器進行緩沖，但也由此而對傳感器的響應(yīng)速度產(chǎn)生影響。因此需要在充分考慮壓力的精度、范圍及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上對變送器進行選擇。

 

（三）精度等級。以工藝允許誤差及測壓范圍為標(biāo)準(zhǔn)對量程進行選擇，然后以工藝允許誤差范圍對儀表允許誤差范圍進行計算，將計算所得值的％和±號去掉，就可以得到精度。在缺乏相應(yīng)等級標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可以以精度等級為參照標(biāo)準(zhǔn)。在不同guojia，對于微差壓變送器的精度等級有著不同的標(biāo)準(zhǔn)。在美國和中國等guojia，將傳感器在線性#好的部分標(biāo)注精度，我們常用的10%-90%測量范圍精度就是采用的這種精度標(biāo)注方法，而歐洲所采用的精度標(biāo)注是對線性度#不好的部分進行標(biāo)注，即指 90%-100%之間的精度以及反的0-10%之間的精度。用歐洲精度標(biāo)注法標(biāo)注的 1%等同于中國精度標(biāo)注的 0.5%。

 

（四）輸出信號。根據(jù)采集需要的不同，市場上存在眾多的差壓輸出信號，常見的有 4mA~20mA、0mA~20mA、0V~10V、0V~5V幾種。其中，4mA~20mA和0V~10V是#為常用的。而除了4mA~20mA為兩線制信號外，其余信號都是三線制信號。

 

（五）介質(zhì)溫度。一般情況下，差壓信號的轉(zhuǎn)換是通過電子線路實現(xiàn)的，故差壓的測量介質(zhì)溫度往往處于 -30℃～ +100℃之間。當(dāng)溫度過高時，常常采用冷凝彎對介質(zhì)進行冷卻，這對于由廠家直接對耐高溫差壓進行生產(chǎn)要少支出很多成本[2]。

 

（六）其他。根據(jù)實踐需要，部分場合下的變送器測量范圍需要根據(jù)現(xiàn)場的安裝位置在測量范圍內(nèi)進行遷移。當(dāng)前，智能變送器已在大范圍內(nèi)進行推廣，具有高穩(wěn)定性、調(diào)整簡便、精度高等優(yōu)良特點。另外，在某些特殊場合下，還需要充分考慮差壓供電電壓以及連接接口的防護和防爆。

 

三、差壓變送器的應(yīng)用

（一）智能式變送器。相比較于傳統(tǒng)差壓變送器，智能式差壓變送器已經(jīng)突破了對被測工藝參數(shù)的簡單轉(zhuǎn)換，同時具備了自診斷、A/D轉(zhuǎn)換以及遙控操作等功能，逐步實現(xiàn)了機—電—儀一體化。運用復(fù)合傳感器新技術(shù)可以由同一半導(dǎo)體芯片實現(xiàn)對溫度、靜壓及差壓傳感器的綜合集成，有效降低了變送器靜壓和溫度的誤差，極大地提高了變送器的精度。若系統(tǒng)對測量的精度要求較高，其精que度直接影響到計量結(jié)果的準(zhǔn)確度，就需要選用智能式的變送器。

 

（二）向體積小型化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的差壓變送器因體積偏大而較為笨重，必須附加一定的支撐才能進行有效安裝。為改變這一現(xiàn)狀，差壓變送器逐步轉(zhuǎn)向小型化發(fā)展。將較為穩(wěn)定的集成電路傳感器運用于變送器可以提高變送器的穩(wěn)定性，實現(xiàn)變送器的小型化，實現(xiàn)變送器安裝的經(jīng)濟性和便捷性。

（三）數(shù)字信號變送器。當(dāng)前，4mA～ 20mA直流電流模擬信號已被廣泛應(yīng)用于過程工業(yè)的控制儀表。受微機控制系統(tǒng)發(fā)展的推動，快速實現(xiàn)了數(shù)字信號借口的建立，并由此而提出更高的變送器標(biāo)準(zhǔn)。

 

四、結(jié)語

要確保機械設(shè)備的穩(wěn)定運行，就必須提高差壓變送器監(jiān)控的準(zhǔn)確度。這就要求堅持正確的選型和使用方法選擇合適的差壓變送器，進而提高實際應(yīng)用的靈活性，為自動化控制系統(tǒng)做出更大的貢獻。