压力变送器下接和侧接

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(压力变送器下接和侧接)

常见压力传感器原理汇总冀东水泥讲解人：许抒弟时间：单位：冀东水泥前言随着自动化技术的进步，在工业设备中，除了液柱式压力计、弹性式压力表外，目前更多的是采用可将压力转换成电信号的压力变送器和传感器。那么这些压力变送器和传感器是如何将压力信号转换为电信号的呢？不同的转换方式又有什么特点呢？今天仪控君为大家汇总了目前常见的几种压力传感器的测量原理，希望能对大家有所帮助。一压电压力传感器压电式压力传感器主要基于压电效应（Piezoelectriceffect），利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量，再进行相关测量工作的测量精密仪器，比如很多压力变送器和压力传感器。压电传感器不可以应用在静态的测量当中，原因是受到外力作用后的电荷，当回路有无限大的输入抗阻的时候，才可以得以保存下来。但是实际上并不是这样的。因此压电传感器只可以应用在动态的测量当中。它主要的压电材料是：磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。压电效应就是在石英上发现的。一压电压力传感器当应力发生变化的时候，电场的变化很小很小，其他的一些压电晶体就会替代石英。酒石酸钾钠，它是具有很大的压电系数和压电灵敏度的，但是，它只可以使用在室内的湿度和温度都比较低的地方。磷酸二氢胺是一种人造晶体，它可以在很高的湿度和很高的温度的环境中使用，所以，它的应用是非常广泛的。随着技术的发展，压电效应也已经在多晶体上得到应用了。例如：压电陶瓷，铌镁酸压电陶瓷、铌酸盐系压电陶瓷和钛酸钡压电陶瓷等等都包括在内。一压电压力传感器以压电效应为工作原理的传感器，是机电转换式和自发电式传感器。它的敏感元件是用压电的材料制作而成的，而当压电材料受到外力作用的时候，它的表面会形成电荷，电荷会通过电荷放大器、测量电路的放大以及变换阻抗以后，就会被转换成为与所受到的外力成正比关系的电量输出。它是用来测量力以及可以转换成为力的非电物理量，例如：加速度和压力。它有很多优点：重量较轻、工作可靠、结构很简单、信噪比很高、灵敏度很高以及信频宽等等。但是它也存在着某些缺点：有部分电压材料忌潮湿，因此需要采取一系列的防潮措施，而输出电流的响应又比较差，那就要使用电荷放大器或者高输入阻抗电路来弥补这个缺点，让仪器更好地工作。二压阻压力传感器压阻压力传感器主要基于压阻效应（Piezoresistiveeffect）。压阻效应是用来描述材料在受到机械式应力下所产生的电阻变化。不同于上述压电效应，压阻效应只产生阻抗变化，并不会产生电荷。大多数金属材料与半导体材料都被发现具有压阻效应。其中半导体材料中的压阻效应远大于金属。由于硅是现今集成电路的主要，以硅制作而成的压阻性元件的应用就变得非常有意义。的电阻变化不单是来自与应力有关的几何形变，而且也来自材料本身与应力相关的电阻，这使得其程度因子大于金属数百倍之多。N型硅的电阻变化主要是由于其三个导带谷对的位移所造成不同迁移率的导带谷间的载子重新分布，进而使得电子在不同流动方向上的迁移率发生改变。其次是由于来自与导带谷形状的改变相关的等效质量(effectivemass)的变化。在P型硅中，此现象变得更复杂，而且也导致等效质量改变及电洞转换。二压阻压力传感器压阻压力传感器一般通过引线接入惠斯登电桥中。平时敏感芯体没有外加压力作用，电桥处于平衡状态（称为零位），当传感器受压后芯片电阻发生变化，电桥将失去平衡。若给电桥加一个恒定电流或电压电源，电桥将输出与压力对应的电压信号，这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。电桥检测出电阻值的变化，经过放大后，再经过电压电流的转换，变换成相应的电流信号，该电流信号通过非线性校正环路的补偿，即产生了输入电压成线性对应关系的4～20mA的标准输出信号。为减小温度变化对芯体电阻值的影响，提高测量精度，压力传感器都采用温度补偿措施使其零点漂移、灵敏度、线性度、稳定性等技术指标保持较高水平。三电容式压力传感器电容式压力传感器是一种利用电容作为敏感元件，将被测压力转换成电容值改变的压力传感器。这种压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。四电磁压力传感器多种利用电磁原理的传感器统称，主要包括电感压力传感器、霍尔压力传感器、电涡流压力传感器等。电感压力传感器电感式压力传感器的工作原理是由于磁性材料和磁导率不同，当压力作用于膜片时，气隙大小发生改变，气隙的改变影响线圈电感的变化，处理电路可以把这个电感的变化转化成相应的信号输出，从而达到测量压力的目的。该种压力传感器按磁路变化可以分为
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零点正、负迁移
零点正迁移时，量程上限必须≤+URL；零点负迁移时，量程下限必须≥-URL。（校验量程必须大于或等于最小量程）
输出信号
4～20mADC，用户可选择线性或平方根输出，数字过程变量叠加在4～20mADC信号上，可共采用HART协议的上位机使用
环境温度极限
不带液晶表头
-40～85℃
带液晶表头
-20～60℃
过程温度极限
普通硅油
高温硅油
惰性液
-40～149℃
15～315℃
-45～205℃
-18～177℃
贮存温度极限
不带液晶表头
-46～110℃
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四、选型表
变送器类型（选其一）
3051CD
差压变送器
表压变送器
压力变送器
压力范围（URL）（选其一）
3051CD型
3051CG型
3051CA型
不提供
不提供
0-0.167至0-5psia
（0-8.6至0-260mmHga）
0-0.5至0-25inH2O
（0-0.12至0-6.22kPa）
不提供
0-0.3至0-30psia
（0-2.07至0-206.8kPa）
0-2.5至0-250inH2O
（0-0.62至0-62.2kPa）
0-2.5至0-250inH2O
（0-0.62至0-62.2kPa）
0-1.5至0-150psia
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罗斯蒙特3051S直连式压力变送器——实现性能优化，这种可扩展的SuperModule?平台在表压和绝压测量方面的性能无与伦比，因为它可以最大限度地降低过程可变性并减少维护。该直连式压力变送器适用于直接螺纹连接、阀组或密封系统方案，可与过程连接，实现快速、具有成本效益的安装。
1、无与伦比的可扩展架构可优化性能、功能和过程连接
2、直接螺纹连接或歧管和远程密封件设计，可快速并经济高效地安装
3、Ultra和ClassicPerformance型增强了过程控制
4、15年稳定性和200:1量程比可提供可靠的测量和广泛的应用灵活性
5、压阻传感器技术可允许的校准量程为0.3至10000psi(20.7mbar至689bar)
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传感器的灵敏度，
灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。
它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。
灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。
当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。
提高灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。
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1.性能规格（零基准校验范围，(上海云鸥自动化仪表有限公司)参考条件下，硅油充液，316L不锈钢隔离膜片。）
1.1.参考精度
1.1.1.数字、智能：±0.1%校验量程
1.1.2.模拟、线性：±0.2%校验量程
1.2.稳定性
1.2.1.数字、智能：6个月，±0.1%URL
1.2.2.模拟、线性：6个月，±0.2%URL
1.3.环境温度影响
1.3.1.数字、智能
零点误差：±0.2%URL/56℃
总体误差：±(0.2%URL+0.18%校验量程）/56℃
1.3.2.模拟、线性
零点误差：±0.5%URL/56℃
总体误差：±(0.5%URL+0.5%校验量程)/56℃
1.4.静压影响
1.4.1.零点：
对于量程4至8，在13790kPa下为±0.2%URL;其它量程为±0.25%URL。零点误差可在线通过重新调零来修正。
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