3051壓力變送器的測量原理
點(diǎn)擊次數：2219 發(fā)布時(shí)間：2021-05-15 08:04:23
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量的壓力轉換為可測量的電信號。
電子電路的功能是讀取傳感器信號，調節信號狀態(tài)（線(xiàn)性化，溫度效應補償，放大...），最后將其轉換為行業(yè)標準輸出信號，例如4-20毫安。
外殼的功能是將所有部件固定在一起，包括用于連接信號電纜的組件，在危險區域中使用時(shí)，提供必要的防水防塵保護以及防爆保護。
壓力是如何測量的？
如果你仔細觀(guān)察下工業(yè)壓力傳感器，你會(huì )發(fā)現幾乎每個(gè)傳感器都使用隔膜來(lái)測量壓力。壓力的影響使膜片產(chǎn)生形變，并且這種形變導致電阻、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(jiǎn)要說(shuō)明：
1.電阻壓力測量
電阻壓力測量可細分為電位計、應變片和壓阻壓力測量。這幾種的原理都是所測得的壓力會(huì )引起傳感器內的電阻變化。這可以通過(guò)旋轉電位計或擴展及收縮金屬或半導體應變儀應變片來(lái)完成測量。電阻變化是所測壓力的量度。
2.壓電壓力測量
壓電壓力測量使用單晶石英晶體。當在一定方向上對該晶體施加壓力時(shí)，在晶體的相對表面上會(huì )產(chǎn)生正電荷和負電荷。這種電荷會(huì )在晶體上產(chǎn)生與所測壓力成比例的電壓。該電壓可以被放大并轉換為變送器的電流輸出信號。
壓電壓力測量?jì)H適用于測量動(dòng)態(tài)至準靜態(tài)壓力。由于電荷泄漏會(huì )導致晶體電信號迅速衰減，因此無(wú)法真正測量靜壓。
3.電容式壓力測量
電容性壓力測量的原理基于金屬膜片和固體金屬板之間的電容變化。當膜片在過(guò)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。二次電子設備測量該電容并將其轉換為比例壓力信號。電容式壓力測量具有很高的靈敏度，可以測量非常低的壓力。
4.諧振線(xiàn)壓力測量
由磁場(chǎng)驅動(dòng)的振蕩器電路會(huì )導致導線(xiàn)以其共振頻率振蕩。導線(xiàn)的一側牢固地固定到靜態(tài)部件，而另一側則連接到膜片。彈簧使電線(xiàn)預緊。由于過(guò)程壓力對隔膜的影響，金屬絲將在壓力升高時(shí)拉伸，而在壓力降低時(shí)收縮。共振頻率將相應地增加或減少。數字計數器測量諧振頻率的變化，并將其信號傳遞給微芯片，該微芯片還處理線(xiàn)性化補償和溫度補償。
5.感應壓力測量
感性壓力測量的原理基于由于牢固連接到壓力感測元件的鐵磁芯的位移而引起的線(xiàn)圈阻抗的變化。波登管可用作壓力感應元件。壓力對壓力感測元件的影響導致鐵磁芯的位移。由此導致的線(xiàn)圈阻抗變化與測得的壓力成正比。
運用這種測量原理的典型是LVDT（線(xiàn)性可變差動(dòng)變壓器）傳感器和可變磁阻傳感器。
6.光學(xué)壓力測量
光學(xué)傳感器使用玻璃纖維來(lái)傳輸光束。該光束的特征在于強度、頻率、相位和偏振等參數。當玻璃纖維承受過(guò)程壓力時(shí)，這些參數中的一個(gè)或多個(gè)將發(fā)生變化。這些參數的變化是所測壓力的量度。
近期發(fā)展：自新千年開(kāi)始以來(lái)，工業(yè)應用中的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(wèn)題。
新技術(shù)降低了功耗，加快了響應速度并減小了尺寸和重量。乍一看，這似乎不太重要，但對于某些工業(yè)應用來(lái)說(shuō)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執行壓力測量，這也將使得動(dòng)態(tài)壓力測量應用獲得更快的響應時(shí)間。
較小的尺寸和重量對于在狹窄空間中的應用很重要，例如在汽車(chē)引擎蓋下用于測量天然氣車(chē)輛中燃油箱的容量。
除了這些改進(jìn)之外，在準確性、可重復性和可靠性方面也取得了進(jìn)展。
而當今較常見(jiàn)的壓力測量原理包括應變片原理、 壓阻原理、壓電原理和可變電容。
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