化工仪表自动化(压力表)研讨.ppt

第三节 电气式压力计 定义 电气式压力计是一种能将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。 31 优点 1. 该仪表的测量范围较广，分别可测7×10-5Pa至5×102MPa的压力，允许误差可至0.2％； 2. 由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业控制机联用。 第三节 电气式压力计 组成 一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。常用的信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。 图2-5 电气式压力计组成方框图 32 33 第三节 电气式压力计 一、应变片压力传感器 应变片式压力传感器利用电阻应变原理构成。电阻应变片有金属和半导体应变片两类，被测压力使应变片产生应变。当应变片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减小（增加），再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪表显示出被测压力，从而组成应变片式压力计。 图2-6 应变片压力传感器示意图 1—应变筒；2—外壳；3—密封膜片 第三节 电气式压力计 二、压阻式压力传感器 压阻式压力传感器利用单晶硅的压阻效应而构成。 采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内。 当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化，再由桥式电路获得相应的电压输出信号。 工作原理 34 根据单晶硅的压阻效应工作，在很薄的单晶硅上利用集 成电路工艺扩散出4个小片等值电阻，构成惠斯登测量桥 路。 US R1 R2 R3 R4 IS 不受压时：Ri1＝Ri2＝Ri3＝Ri4＝R r 0.635r R1 R1 、R4变小 R2 R3 R4 R2 、R3变大 35 第三节 电气式压力计 特点 精度高、工作可靠、频率响应高、迟滞小、尺寸小、重量轻、结构简单； 便于实现显示数字化； 可以测量压力，稍加改变，还可以测量差压、高度、速度、加速度等参数。 图3-12 压阻式压力传感器 1—基座；2—单晶硅片；3—导环；4—螺母；5—密封垫圈；6—等效电阻 36 第三节 电气式压力计 三、电容式压力变送器 工作原理 37 先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量。 图2-8 电容式测量膜盒 1—中心感应膜片 (可动电极)； 2—固定电极； 3—测量侧； 4—隔离膜片 电容式压力变送器，目前在工业生产中应用非常广泛，其输出信号也是标准4～ 20mA电流信号。 三、电容式压力变送器 38 P2 P1 输出信号 0 ~ 20mA 定电极 C1 C2 解 调 器 功 放 器 反馈、保护 电源、振荡 硅油 动电极 ◇结构框图 三、电容式压力变送器 39 第四节 智能式变送器 智能型压力或差压变送器是在普通压力或差压传感器的基础上增加微处理器电路而形成的智能检测仪表。 40 一、智能变送器的特点 ①性能稳定,可靠性好,测量精度高,基本误差仅为±0.1%。 ②量程范围可达100∶1 ,时间常数可在0～36s内调整,有较宽的零点迁移范围。 第四节 智能式变送器 ③具有温度、静压的自动补偿功能,在检测温度时,可对非线性进行自动校正。 ④具有数字、模拟两种输出方式,能够实现双向数据通讯,可以与现场总线网络和上位计算机相连。 ⑤可以进行远程通讯,通过现场通讯器,使变送器具有自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功能,简化了调整、校准与维护过程,使维护和使用都十分方便。 41 第四节 智能式变送器 二、智能变送器的结构原理 从整体上来看,由硬件和软件两大部分组成。 从电路结构上来看,包括传感器部件和电子部件两部分。 42 第四节 智能式变送器 举例 以美国费希尔-罗斯蒙特公司的3051C型智能差压变送器为例介绍其工作原理。 　图2-9 3051C型智能差压变送器（4～20mA）方框图 43 第四节 智能式变送器 3051C型智能差压变送器所用的手持通信器为275型，带有键盘及液晶显示器。可以接在现场变送器的信号端子上，就地设定或检测，也可以在远离现场的控制室中，接在某个变送器的信号线上进行远程设定及检测。 实现的功能 图2-10 手持通信器的连接示意图 （1）组态 （2）测量范围的变更 （3）变送器的校准 （4）自诊断 　 44 第四节 智能式变送器 要对智能型差压变送器每五年校验一次，智能型差压变送器与手持通信器结合使用，可远离生产现场，尤其是危险或不易到达的地方，给变送器的运行和维护带来了极大的方便。 注意 45 智能压力变送器 HAKK-3851高精度智能变送器