差壓變送器的工作原理

差壓變送器中的是工業實踐中最為常用的一種重量變送器，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，下面就簡單介紹一些常用差壓變送器原理及其應用。

應變片差壓變送器原理以及應用

力學變送器的種類繁多，如電阻應變片差壓變送器、半導體應變片差壓變送器、壓阻式差壓變送器、電感式差壓變送器、電容式差壓變送器、諧振式差壓變送器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式差壓變送器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。

在了解壓阻式力傳感器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變變送器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上，當基體受力發生應力變化時，電阻應變片也一起產生形變，使應變片的阻值發生改變，從而使加在電阻上的電壓發生變化。這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，并通過后續的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路(通常是A/D轉換和CPU)顯示或執行機構。

變送器主要有檢測部分和信號轉換及放大處理部分組成。檢測部分由檢測膜片和兩側固定弧形板組成,檢測膜片在壓差的作用下可軸向移動,形成可移動電容極板,并和固定弧形板組成兩個可變電容器C1和C2,檢測前,高、低壓室壓力平衡,P1 =P2;按結構要求,組成兩可變電容的固定弧形極板和檢測膜片對稱,極間距相等,C1=C2。當被測壓力P1和P2分別由導入管進入高、低壓室時,由于P1>P2隔離膜片中心將發生位移,壓迫電解質使高壓側容積變小。當電解質為不可壓縮體時,其容積變化量將引起檢測膜片中心向低壓側位移,此位移量和隔離膜片中心位移量相等。根據電工學,當組成電容的兩極板極間距發生變化時,其電容量也將發生變化,即從C1=C2變為C1≠C2。由電氣原理圖可知,未發生位移時,I1=I2=0;ι1+ι2=ιc;發生位移后,由于相對極間距發生變化,各極板上的積聚電荷量也發生變化,形成電荷位移,此時反映出I1≠ I2,兩者之間將產生電流差,若檢測出其值大小以及和壓差的關系,即可求取流量。

電容式差壓變送器是20世紀80年代研制開發的新型差壓變送器,它利用單晶硅諧振傳感器,采用微電子表面加工技術,除了保證±0.2%的測量精度外,還可實現抵制靜壓、溫飄對其影響。由于配備了低噪聲調制解調器和開放式通訊協議,目前的電容式差壓變送器可實現數字無損耗信號傳輸。