內容編輯壓力差壓變送器的應用與選型
壓力變送器是工業實踐中Zui為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。壓力變送器是一種能感受壓力，并將壓力信號轉換成可傳遞的統一輸出信號的儀表，而且其輸出信號與壓力信號之間，有一給定的連續線性函數關系(如圖1所示)。壓力變送器從一般意義上，往往指壓力變送器和差壓變送器，主要由測壓元件傳感器、測量電路和過程連接件等組成。它能將接收的氣體、液體等壓力信號轉變成標準的電流電壓信號(4 20 mA DC)，以供給指示報警儀、記錄儀、調節器等二次儀表進行測量、指示和過程調節。2007年，中國壓力變送器市場規模達到21億元，臺套數達到60萬。由于工作環境、介質、介質溫度等等原因，所以我們選用壓力變送器一定要考慮這些問題。
1 工作原理
壓力變送器的測量原理圖如圖2所示。其測量原理為：介質差壓(壓力)通過隔離膜片和硅油，傳遞給位于8室中心的測量膜片，測量膜片起著彈性元件作用，隨它兩邊的差壓而變形。測量膜片的位移，與差壓成正比，Zui大位移為0．1 mm。測量膜片的位移，使感壓膜片與兩固定電極所形成的差動電容器之電容量發生變化。此電容變化量由測量電路(電容，電流轉換電路)轉換成直流電流信號，這個電流信號與調零信號的代數經運算放大電路轉換為4—20 mA DC電流輸出。
2 應用
壓力變送器是直接與被測介質接觸的現場儀表，常常在高溫、低溫、腐蝕、振動、沖擊等環境中工作。壓力(差壓)變送器主要測量的參數，是壓力或差壓，但它們可以間接測量的參數卻很多。如壓力變送器，除可以測量壓力外，還可以測量設備內的液位。在常壓容器內測量液位時，需要1臺壓力變送器即可。當測量受壓容器的液位時，可考慮用差壓變送器，通過對罐內即測量下限1臺，測量上限1臺，它們的輸出信號進行減法運算，即可測出液位，這時一般選用差壓變送器。在容器內液位與壓力值不變的情況下，它還可以用來測量介質的密度。差壓變送器除了測量兩個被測量壓力的差壓值外，它還可以配合各種節流元件來測量介質流體的流量(孔板流量計)，可以直接測量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和
負壓等。
3 選型
由于社會的發展，很多行業逐漸采用壓力(差壓)變送器，但是由于工作環境、介質溫度等等原因，所以選用壓力變送器一定要考慮這些問題。儀表類型的選用必須滿足工藝要求，才能保證儀表正常工作及安全生產。壓力(差壓)變送器的選用，
主要依據為：
(1)是否遠傳、自動記錄或報警。
(2)以被測介質的性質指標為準，以節約資金、便于安裝和維護為參考。被測介質性質(溫度、粘度、腐蝕性、易燃易爆等)是否對儀表有特殊要求(彈簧管材料)。如果測量的是相對比較清潔的流體，直接采用標準的壓力變送器就可以了。如果所測量的介質是易結晶的或粘稠的，一般采用的是外置膜片的或和化學密封共同使用，這樣會有效的阻止介質堵住壓力測量孔，從而起到保護壓力變送器的作用，延長使用壽命。
(3)選用測量范圍。一般壓力(差壓)變送器都具有一定的量程可調范圍，Zui好將使用的量程范圍設定在它量程的1／3～2／3段，這樣精度會有所保證，對于微差壓變送器來說更是重要。確定系統中測量壓力的Zui大值，一般而言需要選擇一個具有比Zui大值還要大1．5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在許多系統中，尤其是水壓測量和加工處理中，有峰值和持續不規則的上下波動，這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器。于是可以用一個緩沖器來降低壓力毛刺，但這樣會降低傳感器的響應速度。所以在選擇變送器時要充分考慮壓力范圍、精度與其穩定性。
(4)精度等級。根據測壓范圍，根據工藝上允許的Zui大絕對誤差，先選出量程，再根據工藝上允許的Zui大絕對誤差，計算出儀表允許的Zui大引用誤差，去掉± 號和％ ，其數值就是
精度。若沒有這個等級，就靠精度等級(往高精度靠)。壓力(差壓)變送器在各個國家所標的精度等級是不一樣的。比如中國和美國等國家，標的精度是傳感器在線性度Zui好的部分，也就是我們通常所說的測量范圍的10％ 一90％ 之間的精度；而歐洲標的精度，則是線性度Zui不好的部分，也就是我們通常所說的測量反的0—10％ 以及90％ ～100％之間的精度。如歐洲標的精度為1％，則在中國標的精度就為0．5％。
(5)輸出信號。目前由于各種采集的需要，現在市場上壓力變送器的輸出信號有很多種。主要4～20 mA、0～2O mA、0～10 V、0～5 V等等。但是比較常用的是4 20 mA和0～
l0V兩種。上面列舉的這些輸出信號中，只有4～20mA為兩線制 包含接地或屏蔽線)，其他的均為三線制。
(6)介質溫度。由于壓力變送器的信號是通過電子線路部分轉換的。所以一般情況下，壓力變送器的測量介質溫度為一30～+100 oC。如果溫度過高，我們一般采用的是冷凝彎來
冷卻介質，這樣相對讓廠家特地生產一個耐高溫的壓力變送
器，成本會降低很多P-I。
(7)其他。實踐中有些應用場合(液位測量)需要對變送器的測量范圍遷移，根據現場安裝位置計算出測量范圍和遷移量進行遷移。目前，智能變送器已相當普及，其特點是精度高、可調范圍大，而且調整非常方便，穩定性好，選型時應多考慮。此外，壓力(差壓)變送器的過程連接接口，以及壓力變送器的供電電壓，如果在特殊的場合下使用，還要考慮防爆以及防護等級。
4 結束語
在諸類儀表中，變送器的應用Zui為廣泛、普遍。變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器，常用來測量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。與傳感器不同，變送器除了能將非電量轉換成可測量的電量外，一般還具有一定的放大作用。在工業現代化發達的今天，壓力變送器在工業控制系統中扮演著重要的角色，不僅實現了控制畫面上顯示系統的壓力，而且也參與重要的邏輯計算和參數報警功能。
1 工作原理
壓力變送器的測量原理圖如圖2所示。其測量原理為：介質差壓(壓力)通過隔離膜片和硅油，傳遞給位于8室中心的測量膜片，測量膜片起著彈性元件作用，隨它兩邊的差壓而變形。測量膜片的位移，與差壓成正比，Zui大位移為0．1 mm。測量膜片的位移，使感壓膜片與兩固定電極所形成的差動電容器之電容量發生變化。此電容變化量由測量電路(電容，電流轉換電路)轉換成直流電流信號，這個電流信號與調零信號的代數經運算放大電路轉換為4—20 mA DC電流輸出。
2 應用
壓力變送器是直接與被測介質接觸的現場儀表，常常在高溫、低溫、腐蝕、振動、沖擊等環境中工作。壓力(差壓)變送器主要測量的參數，是壓力或差壓，但它們可以間接測量的參數卻很多。如壓力變送器，除可以測量壓力外，還可以測量設備內的液位。在常壓容器內測量液位時，需要1臺壓力變送器即可。當測量受壓容器的液位時，可考慮用差壓變送器，通過對罐內即測量下限1臺，測量上限1臺，它們的輸出信號進行減法運算，即可測出液位，這時一般選用差壓變送器。在容器內液位與壓力值不變的情況下，它還可以用來測量介質的密度。差壓變送器除了測量兩個被測量壓力的差壓值外，它還可以配合各種節流元件來測量介質流體的流量(孔板流量計)，可以直接測量受壓容器的液位和常壓容器的液位以及壓力和
負壓等。
3 選型
由于社會的發展，很多行業逐漸采用壓力(差壓)變送器，但是由于工作環境、介質溫度等等原因，所以選用壓力變送器一定要考慮這些問題。儀表類型的選用必須滿足工藝要求，才能保證儀表正常工作及安全生產。壓力(差壓)變送器的選用，
主要依據為：
(1)是否遠傳、自動記錄或報警。
(2)以被測介質的性質指標為準，以節約資金、便于安裝和維護為參考。被測介質性質(溫度、粘度、腐蝕性、易燃易爆等)是否對儀表有特殊要求(彈簧管材料)。如果測量的是相對比較清潔的流體，直接采用標準的壓力變送器就可以了。如果所測量的介質是易結晶的或粘稠的，一般采用的是外置膜片的或和化學密封共同使用，這樣會有效的阻止介質堵住壓力測量孔，從而起到保護壓力變送器的作用，延長使用壽命。
(3)選用測量范圍。一般壓力(差壓)變送器都具有一定的量程可調范圍，Zui好將使用的量程范圍設定在它量程的1／3～2／3段，這樣精度會有所保證，對于微差壓變送器來說更是重要。確定系統中測量壓力的Zui大值，一般而言需要選擇一個具有比Zui大值還要大1．5倍左右的壓力量程的變送器。這主要是在許多系統中，尤其是水壓測量和加工處理中，有峰值和持續不規則的上下波動，這種瞬間的峰值能破壞壓力傳感器。于是可以用一個緩沖器來降低壓力毛刺，但這樣會降低傳感器的響應速度。所以在選擇變送器時要充分考慮壓力范圍、精度與其穩定性。
(4)精度等級。根據測壓范圍，根據工藝上允許的Zui大絕對誤差，先選出量程，再根據工藝上允許的Zui大絕對誤差，計算出儀表允許的Zui大引用誤差，去掉± 號和％ ，其數值就是
精度。若沒有這個等級，就靠精度等級(往高精度靠)。壓力(差壓)變送器在各個國家所標的精度等級是不一樣的。比如中國和美國等國家，標的精度是傳感器在線性度Zui好的部分，也就是我們通常所說的測量范圍的10％ 一90％ 之間的精度；而歐洲標的精度，則是線性度Zui不好的部分，也就是我們通常所說的測量反的0—10％ 以及90％ ～100％之間的精度。如歐洲標的精度為1％，則在中國標的精度就為0．5％。
(5)輸出信號。目前由于各種采集的需要，現在市場上壓力變送器的輸出信號有很多種。主要4～20 mA、0～2O mA、0～10 V、0～5 V等等。但是比較常用的是4 20 mA和0～
l0V兩種。上面列舉的這些輸出信號中，只有4～20mA為兩線制 包含接地或屏蔽線)，其他的均為三線制。
(6)介質溫度。由于壓力變送器的信號是通過電子線路部分轉換的。所以一般情況下，壓力變送器的測量介質溫度為一30～+100 oC。如果溫度過高，我們一般采用的是冷凝彎來
冷卻介質，這樣相對讓廠家特地生產一個耐高溫的壓力變送
器，成本會降低很多P-I。
(7)其他。實踐中有些應用場合(液位測量)需要對變送器的測量范圍遷移，根據現場安裝位置計算出測量范圍和遷移量進行遷移。目前，智能變送器已相當普及，其特點是精度高、可調范圍大，而且調整非常方便，穩定性好，選型時應多考慮。此外，壓力(差壓)變送器的過程連接接口，以及壓力變送器的供電電壓，如果在特殊的場合下使用，還要考慮防爆以及防護等級。
4 結束語
在諸類儀表中，變送器的應用Zui為廣泛、普遍。變送器大體分為壓力變送器和差壓變送器，常用來測量壓力、差壓、真空、液位、流量和密度等。與傳感器不同，變送器除了能將非電量轉換成可測量的電量外，一般還具有一定的放大作用。在工業現代化發達的今天，壓力變送器在工業控制系統中扮演著重要的角色，不僅實現了控制畫面上顯示系統的壓力，而且也參與重要的邏輯計算和參數報警功能。
