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控制仪表与装置实验指导书·智能差压变送器

实验二、智能差压变送器

一、实验目的

1.进一步理解变送器的有关概念

2.了解智能差压变送器的原理和结构。

3.掌握差压变送器的调试与基本操作方法。

二、实验设备

1.智能差压变送器一台：3051DP两线制差压变送器。

基本测量变送范围0～1MPa，变送输出4～20mADC标准信号。

2.压力表校验器一台：产生压力。

3.标准压力表一只：测量实际压力（压差）。

4.稳压电源一台：给智能差压变送器供电，24VDC。

5.直流毫安表一只：测量智能差压变送器的实际变送输出电流。

6.电阻箱一只：作为智能差压变送器的负载电阻，典型值为250Ω。

三、智能差压变送器的原理

1.原理

变送器的作用是分别将各种被测工艺变量（如温度、压力、差压、流量、物位）转

换成相应的标准信号（0～10mADC、4～20mADC、0～2VDC、1～5VDC），作为指示记

录仪表、调节器或计算机装置的输入信号，以实现对上述变量的远传显示、记录或自动

控制。采用微处理器和先进传感器技术的智能变送器是新型现场变送类仪表，可以输出

模拟信号、模拟数字混合信号或全数字信号，可以通过通讯接口电路与上位计算机通讯，

与模拟式变送器相比具有精度高、稳定性好、可靠性高和智能化的优点。

差压变送器用途广泛，可用于测量变送差压、液位、流量等工艺参数。

实验中使用的3051DP智能差压变送器是在电容传感器技术的基础上，结合先进的

单片机技术和传感器数字转换技术设计而成，工作原理框图见图1。

4～20mA输出

信号转换电路16位电流控制电路

单片机与上位机通讯

通讯接口电路

感压

压力元件压力

设定模块

·线性常数设定

·变送范围设定显示模块

·变送器组态

图1：3051DP智能差压变送器工作原理框图

外部引入的压力或差压使电容式传感器的电容值发生变化，经信号转换电路转换成

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控制仪表与装置实验指导书·智能差压变送器

频率信号送单片机，微处理器进行运算处理后输出电流控制信号经电流控制电路转化为

4～20mADC标准模拟电流输出，同时微处理器负责互交操作（显示和设定）。通过菜单

设定，液晶显示器可以显示压力或差压、变送输出电流、介质温度等，可以在基本测量

变送范围内零点调整、零点迁移、上限调整。可以选择HART通讯接口，实现HART协议

数字通讯。

2.变送器基本概念

零点调整（调零点）：当变送参数的下限值（测量起点）为零时，使得变送器的输

出为标准信号的下限值（4.00mA），这样的调整称零点调整，习惯上称调零点。在本实

验中，调零点就是使得变送器的测量变送起点为0.000MPa时变送器输出为4.00mA。

零点迁移：当变送参数的下限值（测量起点）不为零时，使得变送器输出的标准信

号为下限值（4.00mA），这样的调整称零点迁移。在本实验中，零点迁移就是使得变送

器的测量起点不在0.000MPa（例如0.100MPa）时，使得变送器输出为4.00mA。零点迁

移有正迁移和负迁移之分，当测量变送起点由零变为某一正值时为正迁移，当测量变送

起点由零变为某一负值时为负迁移。

零点调整和零点迁移的目的，都是使变送器输出信号的下限值（即统一标准信