3051壓力變送器的組成

3051壓力變送器主要由壓力傳感器、電子電路和外殼組成。這些組件中的每一個(gè)都有特定的功能。

壓力傳感器的功能是將所測(cè)量的壓力轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的電信號(hào)。

電子電路的功能是讀取傳感器信號(hào)，調(diào)節(jié)信號(hào)狀態(tài)（線性化，溫度效應(yīng)補(bǔ)償，放大...），*后將其轉(zhuǎn)換為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)，例如4-20毫安。

外殼的功能是將所有部件固定在一起，包括用于連接信號(hào)電纜的組件，在危險(xiǎn)區(qū)域中使用時(shí)，提供必要的防水防塵保護(hù)以及防爆保護(hù)。

 

壓力是如何測(cè)量的？

如果你仔細(xì)觀察下工業(yè)壓力傳感器，你會(huì)發(fā)現(xiàn)幾乎每個(gè)傳感器都使用隔膜來測(cè)量壓力。壓力的影響使膜片產(chǎn)生形變，并且這種形變導(dǎo)致電阻、電容、磁阻或產(chǎn)生的電壓發(fā)生變化。以下是各種3051壓力變送器工作原理的簡要說明：

 

1.電阻壓力測(cè)量

電阻壓力測(cè)量可細(xì)分為電位計(jì)、應(yīng)變片和壓阻壓力測(cè)量。這幾種的原理都是所測(cè)得的壓力會(huì)引起傳感器內(nèi)的電阻變化。這可以通過旋轉(zhuǎn)電位計(jì)或擴(kuò)展及收縮金屬或半導(dǎo)體應(yīng)變儀應(yīng)變片來完成測(cè)量。電阻變化是所測(cè)壓力的量度。

 

2.壓電壓力測(cè)量

壓電壓力測(cè)量使用單晶石英晶體。當(dāng)在一定方向上對(duì)該晶體施加壓力時(shí)，在晶體的相對(duì)表面上會(huì)產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷。這種電荷會(huì)在晶體上產(chǎn)生與所測(cè)壓力成比例的電壓。該電壓可以被放大并轉(zhuǎn)換為變送器的電流輸出信號(hào)。

壓電壓力測(cè)量僅適用于測(cè)量動(dòng)態(tài)至準(zhǔn)靜態(tài)壓力。由于電荷泄漏會(huì)導(dǎo)致晶體電信號(hào)迅速衰減，因此無法真正測(cè)量靜壓。

 

3.電容式壓力測(cè)量

電容性壓力測(cè)量的原理基于金屬膜片和固體金屬板之間的電容變化。當(dāng)膜片在過程壓力的影響下彎曲時(shí)，兩個(gè)板之間的距離會(huì)減小，這會(huì)增加電容器的電容。二次電子設(shè)備測(cè)量該電容并將其轉(zhuǎn)換為比例壓力信號(hào)。電容式壓力測(cè)量具有很高的靈敏度，可以測(cè)量非常低的壓力。

 

4.諧振線壓力測(cè)量

由磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的振蕩器電路會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線以其共振頻率振蕩。導(dǎo)線的一側(cè)牢固地固定到靜態(tài)部件，而另一側(cè)則連接到膜片。彈簧使電線預(yù)緊。由于過程壓力對(duì)隔膜的影響，金屬絲將在壓力升高時(shí)拉伸，而在壓力降低時(shí)收縮。共振頻率將相應(yīng)地增加或減少。數(shù)字計(jì)數(shù)器測(cè)量諧振頻率的變化，并將其信號(hào)傳遞給微芯片，該微芯片還處理線性化補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償。

 

5.感應(yīng)壓力測(cè)量

感性壓力測(cè)量的原理基于由于牢固連接到壓力感測(cè)元件的鐵磁芯的位移而引起的線圈阻抗的變化。波登管可用作壓力感應(yīng)元件。壓力對(duì)壓力感測(cè)元件的影響導(dǎo)致鐵磁芯的位移。由此導(dǎo)致的線圈阻抗變化與測(cè)得的壓力成正比。

運(yùn)用這種測(cè)量原理的典型是LVDT（線性可變差動(dòng)變壓器）傳感器和可變磁阻傳感器。

 

6.光學(xué)壓力測(cè)量

光學(xué)傳感器使用玻璃纖維來傳輸光束。該光束的特征在于強(qiáng)度、頻率、相位和偏振等參數(shù)。當(dāng)玻璃纖維承受過程壓力時(shí)，這些參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)將發(fā)生變化。這些參數(shù)的變化是所測(cè)壓力的量度。

 

近期發(fā)展：自新千年開始以來，工業(yè)應(yīng)用中的3051壓力變送器有了許多新的發(fā)展。電子技術(shù)的進(jìn)步，尤其是其小型化，已經(jīng)解決了許多問題。

新技術(shù)降低了功耗，加快了響應(yīng)速度并減小了尺寸和重量。乍一看，這似乎不太重要，但對(duì)于某些工業(yè)應(yīng)用來說卻非常重要。由于壓力傳感器和傳感器的功耗低，因此可以在較短間隔內(nèi)執(zhí)行壓力測(cè)量，這也將使得動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量應(yīng)用獲得更快的響應(yīng)時(shí)間。

較小的尺寸和重量對(duì)于在狹窄空間中的應(yīng)用很重要，例如在汽車引擎蓋下用于測(cè)量天然氣車輛中燃油箱的容量。

除了這些改進(jìn)之外，在準(zhǔn)確性、可重復(fù)性和可靠性方面也取得了進(jìn)展。

而當(dāng)今較常見的壓力測(cè)量原理包括應(yīng)變片原理、 壓阻原理、壓電原理和可變電容。