油田自动化与数字远传培训班剖析.ppt

核心器件—“硅杯” 承压膜片为单晶硅片。 在硅膜片背面扩散制出 4 个压敏电阻。 特点： 硅膜片变形微小，弹性特性良好，灵敏度高，频率响应好； 结构简单，可以小型化、集成化； 精度高：0.2％～土0.02％，测量范围宽：0. 5kPa~210MPa。 接线 结构：连通管、磁性浮子、磁性翻板(球) 二、静压式液位计 1、测量原理 2、零点迁移问题 问题：由于安装位置及隔离液影响使得H＝0时，ΔP ≠0，零点错误输出 I≠4mA。 迁移：通过调节差压变送器的零点、量程，使H＝0时，输出零位信号 I=4mA 。 构成：内电极棒外套绝缘层，与金属罐体组成同轴电容。 第六节 流量检测仪表 四、涡街流量计 1、原理 2、结构 特点： 一、热电偶温度计 ①.热电极：正负极点焊、对焊、绞焊而成。 直径：贵金属φ＝0.3-0.5mm；普通金属φ＝0.5-3.2mm； 长度：L＝350-2000mm。 ②.绝缘管：防止热电极短路。 材料：氧化铝＜1600℃、陶瓷＜1200℃、石英＜1100℃。 ③.保护管：保护热电极免受化学腐蚀和损伤。 材料：氧化铝＜1600℃、高温不锈钢＜1200℃、高温钢＜1000℃、不锈钢＜900℃、碳钢＜600℃。 ④.接线盒：用于连接引线、防水防尘。 形式：普通型、防溅型、防水型、防爆型。 3、冷端温度补偿 补偿导线： 在常温下与热电偶热电特性相同，以代替热电偶将冷端引到远处。 补偿导线与热电偶型号对应，有正负极之分，配对使用。 二、热电阻温度计 2、热电阻结构 2、气动活塞式执行机构 结构：活塞、气缸 原理：通过活塞两边气缸的充、放气实现活塞推杆的直线位移。 特点：输出力大、行程长。 ①．快开流量特性 控制器输出变化量与偏差成正比。 1、控制系统类型 基本控制系统：由 一个变送器、一个控制器、一个执行器及对象组成控制系统。 复杂控制系统：由 多个变送器、控制器、执行器及对象组成的控制系统。 2、控制系统构成原则 正作用：输入信号? — 输出信号? 反作用：输入信号? — 输出信号? 前提：控制系统必须为负反馈。 3、调节系统的投运及工程整定 参数整定：根据对象特性和干扰情况，调整、确定调节器δ、Ti、Td最佳，以获得最优过渡过程。 （2）、衰减曲线法 ①.先设调节器为纯比例作用（Ti＝∞，Td=0）; ②. 加干扰、调δ直到产生 4:1 衰减振荡; ③.由此参数δs、Ts，根据经验公式计算δ、Ti、Td 试凑方法一： 以比例调节为基本作用，先试δ、使系统基本稳定，加入积分Ti消除余差、加入微分Td改善特性。 【例】水位控制。用DDZ-Ⅱ电动仪表组成自动调节系统。最高水位Hmax=10m，给定水位 H0= 6m，变送器量程0-10m，Ho=6m时输出6mA，即给定信号X0＝6mA。 1.开始时H＝6m，Qo=Qi，系统稳定，变送器输出z=6mA，偏差 e=z-x=0。 2.干扰使Qi↑→H↑→z＞6mA→e0→控制器计算输出控制信号→使控制阀开度↑ → Qo↑→H↓……直到H＝Ho＝6m, 使之重新稳定。 半导体单晶硅材料在受到外力作用，产生肉眼根本察觉不到的极微小应变时，其原子结构内部的电子能级状态发生变化，从而导致其电阻率剧烈的变化，由其材料制成的电阻也就出现极大变化，这种物理效应叫压阻效应。人类是在本世纪五十年代才开始发现和研究这一效应的应用价值的。利用压阻效应原理，采用三维集成电路工艺技术及一些专用特殊工艺，在单晶硅片上的特定晶向，制成应变电阻构成的惠斯顿检测电桥，并同时利用硅的弹性力学特性，在同一硅片上进行特殊的机械加工，集应力敏感与力电转换检测于一体的这种力学量传感器，称为固态压阻传感器。 * 扩散硅压阻式压力变送器包括半导体硅杯、电桥检测电路、信号放大电路和标准电流输出电路。由于扩散电阻用半导体扩散工艺制成，为消除应变电阻受温度的影响，往往将温度补偿电路和电桥电路集成在硅膜片上。这样不仅体积小，成本低，而且补偿元件和电阻敏感元件的温度一致性好，容易取得较好的补偿效果。 扩散硅压阻式压力变送器的测量元件结构比较简单。如图2.21所示。核心元件——硅杯是由两片研磨后胶合而成的杯状硅片组成。其上扩散电阻及其它集成电路外引线穿过基座上的玻璃状密封体引到转换电路。硅杯浸在工作液中，工作液一般为硅油，用以传递压力、隔离被测介质。硅油与被测介质间有金属隔离膜片隔开。被测压力引入变送器后，通过隔离膜片压缩硅油，传递到硅杯上。 (1) 催化燃烧式气敏元件：用氧化铝、氧化硅粉末与作为催化燃烧的触媒材料—金属钯盐溶液混合成膏状，涂覆在金属铂丝上后，经干燥、高温烧结制成。气敏电阻被封装在陶瓷基座上。 接触燃烧式气体传感器的检测元件一般为铂金属丝（也可表