壓力變送器的分類及應(yīng)用
壓力變送器就是能夠?qū)毫ψ兞哭D(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表,壓力變量與輸出信號(hào)間存在一定的函數(shù)關(guān)系。下面小編給大家整理壓力變送器的分類及應(yīng)用。
1)壓阻式變送器。壓阻式變送器是將壓力作用到膜片的前表面,在壓力作用下膜片會(huì)出現(xiàn)一定的形變,感壓膜片的背面印有厚膜電阻,進(jìn)而形成一個(gè)惠斯通電橋,在壓阻效應(yīng)下,電橋會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào),該信號(hào)與激勵(lì)電壓成正比例關(guān)系。
2)壓電式變送器。壓電式變送器是利用正壓電效應(yīng)研制出來的,正高壓電效應(yīng)就是將一定的外力作用于電解質(zhì)使其發(fā)生變形,電解質(zhì)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)極化現(xiàn)象,并且在其兩個(gè)表面會(huì)產(chǎn)生正負(fù)不同的電荷,外力停止作用時(shí),電解質(zhì)又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)。電荷的極性會(huì)隨著作用力方向的改變而改變。在電解質(zhì)極性方向施加電場,電解質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形,撤銷后電解質(zhì)的形變消失,這就是逆壓電效應(yīng)。
3)應(yīng)變式變送器。采用特殊的粘合劑將應(yīng)變片粘合在一起進(jìn)而產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變,在機(jī)體受力發(fā)生變化時(shí),電阻應(yīng)變片也會(huì)隨之出現(xiàn)一定的形變,進(jìn)而影響到阻值的大小,電阻上的電壓發(fā)生改變。但是此種情況下阻值的變化較小,通常情況下組成應(yīng)變電橋,在儀表放大器的作用下變大,后傳輸?shù)教幚砭€路顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
應(yīng)變片式壓力變送器工作原理
電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用非常多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上,當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí),電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變,使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。
4)電容式變送器。電容式變送器分電動(dòng)和氣動(dòng)兩類,前者的標(biāo)準(zhǔn)化輸入信號(hào)為直流信號(hào),后者輸出信號(hào)為氣體壓力。待測介質(zhì)的兩種壓力分別輸入高、低兩壓力室,作用于敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極組成電容器,在兩側(cè)壓力大小不同的情況下,模塊會(huì)產(chǎn)生位移,兩側(cè)電流大小不同,在震蕩和調(diào)節(jié)作用下,形成電流、電壓或者數(shù)字輸出信號(hào)。
電容式壓力變送器工作原理
當(dāng)壓力直接作用在測量膜片的表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,測量膜片上的高精度電路將這個(gè)微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào),然后采用專用芯片將這個(gè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-2OmA電流信號(hào)或者1-5V電壓信號(hào)。
由于測量膜片采用標(biāo)準(zhǔn)話集成電路,內(nèi)部包含線性及溫度補(bǔ)償電路,所以可以做到高精度和高穩(wěn)定性,變送電路采用專用的兩線制芯片,可以保證輸出兩線制4-2OmA電流信號(hào),方便現(xiàn)場接線。
產(chǎn)品分類:
1、變送器按輸出信號(hào)類型可分為電流輸出型和電壓輸出型兩種。
電壓輸出變送器具有恒壓源的性質(zhì),PLC模擬量輸入模塊的電壓輸入端的阻抗很高,如果傳輸距離較遠(yuǎn),微小的干擾信號(hào)電流在模塊的輸入阻抗上將產(chǎn)生較高的干擾電壓,所以遠(yuǎn)程傳送的模擬電壓信號(hào)的抗干擾能力較差。但適合于將同一信號(hào)送到并聯(lián)的多個(gè)儀表上,且安裝簡單,拆裝其中某個(gè)儀表不會(huì)影響其他儀表的工作,對輸出級(jí)的耐壓要求降低,從而提高了儀表的可靠性。電壓信號(hào)的范圍為1~5 V、0~10 v、一10~10 V,首先為1~5 V、0~10 V。
電流輸出型變送器具有恒流源的性質(zhì),恒流源的內(nèi)阻很大。PLC模擬量輸入模塊的輸入為電流時(shí),輸入阻抗較低,線路上的干擾信號(hào)在模塊上產(chǎn)生的干擾電壓很低,所以模擬量電流信號(hào)適用于遠(yuǎn)程傳輸,在使用屏蔽電纜信號(hào)線時(shí)可達(dá)數(shù)百米。電流信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)為0~10 mA、0~20 mA、4~20 mA,0 mA通常被用作電路故障或電源故障指示信號(hào)。
電流信號(hào)傳輸與電壓信號(hào)傳輸各有特點(diǎn)。電流信號(hào)適合于遠(yuǎn)距離傳輸,電壓信號(hào)使儀表可采用“并聯(lián)制”連接。因此在控制表系統(tǒng)中,進(jìn)出控制室的傳輸信號(hào)采用電流信號(hào),控制室內(nèi)部各儀表間的聯(lián)絡(luò)采用電壓信號(hào),即連線的方式是電流傳輸、并聯(lián)接收電壓信號(hào)的方式。
變送器分為二線制和四線制兩種。四線制變送器有兩根電源線和兩根信號(hào)線,對電流信號(hào)的零點(diǎn)幾元件的功耗無嚴(yán)格要求。二線制變送器只有兩根外部接線,它們既是電源線又是信號(hào)線,電流信號(hào)的下限不能為零,但二線制變送器的接線少,傳送距離長,在工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛。
2、根據(jù)所使用的能源不同,變送器分為氣動(dòng)變送器和電動(dòng)變送器兩種。
1:氣動(dòng)變送器
氣動(dòng)變送器以干燥、潔凈的壓縮空氣作為能源,它能將各種被測參數(shù)(如溫度、壓力、流量和液位等)變換成0.02~0.1IMPa的氣壓信號(hào),以便傳送給調(diào)節(jié)、顯示等單元組合式儀表,供指示、記錄或調(diào)節(jié)。氣動(dòng)變送器的結(jié)構(gòu)比較簡單,工作比較可靠,對電磁場、放射線及溫度、濕度等環(huán)境影響的抗干擾能力較強(qiáng),能防火、防爆,價(jià)格也比較便宜;缺點(diǎn)是響應(yīng)速度較慢,傳送距離受到限制,與計(jì)算機(jī)連接比較困難。
2:電動(dòng)變送器
電動(dòng)變送器以電為能源,信號(hào)之間聯(lián)系比較方便,適用于遠(yuǎn)距離傳送,便于與電子計(jì)算機(jī)連接。近年來也可做到防爆以利安全使用。其缺點(diǎn)是投資一般較高,受溫度、濕度、電磁場和放射線的干擾影響較大:電動(dòng)變送器能將各種被測參數(shù)變換為0~10mA或4~20mA(直流電流的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)),以便傳送給自動(dòng)控制系統(tǒng)巾的其他單元。
壓力變送器優(yōu)點(diǎn):
第一,壓力變送器在設(shè)計(jì)過程中對精度處理上也是十分的先進(jìn),所以在檢測和變松過程中的數(shù)值上一直都是十分的。在使用過程中的穩(wěn)定性上是很強(qiáng)的,該變送器當(dāng)中的傳感器是進(jìn)口的,通過裝置好了以后,在感應(yīng)出來的數(shù)據(jù)當(dāng)然是比較的,在性能上有著明顯的提高,大大的改變了傳統(tǒng)變送器當(dāng)中的不足之處。這樣在現(xiàn)代化的設(shè)備當(dāng)中運(yùn)用以后,對安全性能上都會(huì)有著很大的提高,在技術(shù)特性上也是十分突出的。
第二,與傳統(tǒng)的變送器對比來看,你會(huì)發(fā)現(xiàn)新款的壓力變送器在結(jié)構(gòu)上比較簡單,因此在安裝過程中也是十分輕松的。在材質(zhì)上是選擇了不銹鋼來完成加工的,技術(shù)質(zhì)量等級(jí)越來越高,在變送過程中的技術(shù)優(yōu)勢和效果上來說,也是比較突出的方面,這樣才能夠在加工過程中發(fā)現(xiàn)了其中的特性上還是會(huì)更加不一樣的。