压力、差压变送器工作情况

压力、差压变送器是按力平衡原理工作的，因此通常把它们统称为“力平衡式变送器”。压力、差压变送器的品种规格虽然很多，但它们的结构和工作原理均基本相同。在此仅介绍北京自动化仪表厂生产的差压变送器。

测量元件1把被测差压p转换成相应的测量力Fd，这个力作用在主杠杆2的A点上.使主杠杆以O1为支点逆时针方向偏转;主杠杆又通过传力簧片3使副杠杆扭 以O2为支点顺时针偏转，从而改变了检测铝片5与平面线圈6之间的相对距离。检测铝片的位移，经位移检测放大器7转换成直流电流输出，该电流通过负载电阻 RL和反馈动圈8。

由于反馈动圈是固定于副杠杆上，并处于一个*磁钢9的磁场之中，因此在放大器输出电流的作用下，反馈动圈就对副杠杆产生一个电磁反馈力Ft。当测量力 Fd与反懊力F1对杠杆系统所形成的力矩达到平衡时，杠杆系统就停止偏转而回到接近于原来的位笠上。这时，通过位移检测放大器输出一个稳定的电流值，此电 流值即可反映被测差压的大小。整个力平衡测量系统，实质上是一个有差调节系统。在该变送器中，由于位移检测放大器的灵敏度很高，所以在测量过程中，弹性测 量元件的位移变化量极小。

从变送器的工作过程可以看出，力平衡测2原理的实质，就是用正比于输出电流的反馈力，去平衡正比于被测参数的测量力。这跟天平称垂时用祛码去平衡被测物休的重量相似。

工业生产中广泛应用力平衡式仪表。因为这种仪表在动态结构上，是一个具有深度负反馈的有差系统，它可以充分利用负反馈来提高仪表的精度、线性度和反应速 度。此外. 在力平衡式仪表中，弹性测zui元件的位移很小，因此弹性元件的一些不理想因素（如非线性、变差等）的影响也可大为减小。

但是，力平衡式仪表也不是完善无缺的，例如，它的转换机构比较复杂;此外，相对说来，在动态稳定性方面，它也不及位移平衡式仪表。

主要优点
1、压力变送器具有工作可靠、性能稳定等特点；
2、V/I集成电路，外围器件少，可靠性高，维护简单、轻松，体积小、重量轻，安装调试极为方便；
3、铝合金压铸外壳，三端隔离，静电喷塑保护层，坚固耐用；
4、4-20mA DC二线制信号传送，抗干扰能力强，传输距离远；
5、LED、LCD、指针三种指示表头，现场读数十分方便。可用于测量粘稠、结晶和腐蚀性介质；
6、高准确度，高稳定性。除进口原装传感器已用激光修正外，对整机在使用温度范围内的综合性温度漂移、非线性进行精细补偿。

主要分类
1、普通压力变送器
2、防爆压力变送器
3、差压变送器
4、中、高温压力变送器
5、远传压力变送器

当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用芯片将这个电压信号转换为工业标准的4-20mA电流信号或者1-5V电压信号。

由于测量膜片采用标准话集成电路，内部包含线性及温度补偿电路，所以可以做到高精度和高稳定性，变送电路采用的两线制芯片，可以保证输出两线制4-20mA电流信号。

主要性能
1、使用被测介质广泛，可测油、水及与316不锈钢和304不锈钢兼容的糊状物，具有一定的防腐能力；
2、高准确度、高稳定性、选用进口原装传感器，线性好，温度稳定性高；
3、体积小、重量轻、安装、调试、使用方便；
4、不锈钢全封闭外壳，防水好；
5、压力传感器直接感测被测液位压力，不受介质起泡、沉积的影响。

选型规则
1、变送器要测量什么样的压力：先确定系统中要确认测量压力的zui大值，一般而言，需要选择一个具有比zui大值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。这主要是在很多系统，特别是水压测量和加工处理中，有峰值和持续不规则的上下波动，这种瞬间的峰值能破坏压力传感器，然而，由于这样做会精度下降。于是，可以用一个缓冲器来降低压力毛刺，但这样会降低传感器的响应速度。所以在选择变送器时，要充分考虑压力范围，精度与其稳定性。

2、什么样的压力介质：要考虑的是压力变送器所测量的介质，黏性液体、泥浆会堵上压力接口，溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送器中与这些介质直接接触的材料。一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢，如果介质对316不锈钢没有腐蚀性，那么基本上所有的压力变送器都适合对介质压力的测量；如果介质对316不锈钢有腐蚀性，那么就要采用化学密封，这样不但起到可以测量介质的压力，也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触，从而起到保护压力变送器，延长了压力变送器的寿命.

3、变送器需要多大的精度：决定精度的有：非线性、迟滞性、非重复性、温度、零点偏置刻度、温度的影响，精度越高，价格也就越高。每一种电子式的测量计都会有精度误差，但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的。

4、变送器的温度范围：通常一个变送器会标定两个温度范围，即正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。正常操作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围，在超出温度补范围时，可能会达不到其应用的性能指标。温度补偿范围是一个比操作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作，变送器肯定会达到其应有的性能指标。温度变从两方面影响着其输出，一是零点漂移；二是影响满量程输出。如：满量程的+/-X%/℃，读数的+/-X%/℃，在超出温度范围时满量程的+/-X%，在温度补偿范围内时读数的+/-X%，如果没有这些参数，会导至在使用中的不确定性。变送器输出的变化到度是由压力变化引起的，还是由温度变化引起的。

5、需要得到怎样的输出信号：mV、V、mA及频率输出数字输出，选择怎样的输出取决于多种因素，包括变送器与系统控制器或显示器间的距离，是否存在“噪声”或其他电子干扰信号。是否需要放大器，放大器的位置等。对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备，采用mA输出的变送器zui为经济而有效的解决方法，如果需要将输出信号放大，采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输出或存在较强的电子干扰信号，采用m*输出或频率输出。如果在RFI或EMI指标很高的环境中，除了要注意到要选择mA或频率输出外，还要考虑到特殊的保护或过滤器。

6、选择怎样的励磁电压：输出信号的类型决定选择怎么样的励磁电压。许多放大变送器有内置的电压调节装置，能够得到的一个工作电压决定是否采用带有调节器的传感器，选择传送器时要综合考虑工作电压与系统造价。

7、是否需要具备互换性的变送器：确定所需的变送器是否能够适应多个使用系统。一般来讲，这一点很重要。尤其是对于OEM产品，一旦将产品送到客户手中，那么客户用来校准的花销是相当大的。如果产品具有良好的互换性，那么即使是改变所用的变送器，也不会影响整个系统的效果。

8、变送器超时工作后需要保持稳定度：大部分变送器在经过超时工作后会产生“漂移”，因此很有必要在购买前了解变送器的稳定度，这种预先的工作能减少将来使用中会出现的种种麻烦。

9、变送器的封装：变送器的封装，尤其往往容易忽略是它的机架，然而这一点在以后使用中会逐渐暴露出其缺点。在选购传送器传一定要考虑到将来变送器的工作环境，湿度如何，怎样安装变送器，会不会有强烈的撞击或振动等。

10、在变送器与其它电子设备间采用怎样的连接：是否需要采用短距离连接，若是采用长距离连接，是否需要采用一个连接器。