第一章第二節(jié)壓力測(cè)量第二講

壓力（壓差）變送器1、力平衡式壓力變送器作用：將各種物理量轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)力平衡式差壓變送器的構(gòu)成方框圖如圖所示,它包括測(cè)量機(jī)構(gòu)、杠桿力平衡機(jī)構(gòu)、位移檢測(cè)放大器及電磁反饋機(jī)構(gòu)

力平衡式差壓變送器是基于力矩原理工作的,它是以電磁反饋力產(chǎn)生的力矩去平衡輸入力產(chǎn)生的力矩。由于采用了深度負(fù)反饋,因而測(cè)量精度較高,而且保證了被測(cè)差壓ΔPi和輸出電流I0之間的線性關(guān)系。力平衡式壓力變送器

1—低壓室2—高壓室3—測(cè)量元件（膜盒、膜片）

4—軸封膜片5—主杠桿6—過(guò)載保護(hù)片7—靜壓調(diào)整螺釘

8—矢量機(jī)構(gòu)9—零點(diǎn)遷移彈簧10—平衡錘11—量程調(diào)整螺釘12—檢測(cè)片（銜鐵）13—差動(dòng)變壓器14—副杠桿15—放大器16—反饋動(dòng)圈

17—永久磁鋼18—電源19—負(fù)載20—調(diào)零彈簧

l1l4l3l0lfl2F1F3F2FfF0HMFi5481214θθ主杠桿矢量機(jī)構(gòu)將F1分解成F2和F3，副杠桿平衡：系統(tǒng)剛度主杠桿負(fù)杠桿矢量機(jī)構(gòu)感壓元件支杠桿檢測(cè)變壓器放大器電源負(fù)載電磁力機(jī)構(gòu)F1F2PF3F4角位移線位移電壓電流4~20mADC4~20mADCF5變送器信號(hào)傳遞方框圖從力的傳遞系統(tǒng)和平衡關(guān)系可知：1、壓力差生的力F1，經(jīng)杠桿傳遞和矢量機(jī)構(gòu)的作用，與最終輸出的電源所所產(chǎn)生的電磁力F5相平衡。又因?yàn)閭鬟f機(jī)構(gòu)的幾何尺寸是不變的，所以F1于F5成比例線性關(guān)系。2、矢量機(jī)構(gòu)將水平力F2分解成垂直方向和沿矢量方角θ方向的兩個(gè)分力F3和F3’如圖所示：F3‘F3F2θ由于矢量板端部固定在基座上，所以分力F3’被平衡掉。分力F3牽動(dòng)副杠桿，所以調(diào)整矢量角θ可以改變力的傳遞比，實(shí)現(xiàn)量程的調(diào)整矢量機(jī)構(gòu)示意圖3、結(jié)構(gòu)中設(shè)有零點(diǎn)調(diào)整和遷移裝置，分別裝在副杠桿下段和主杠桿上端，在調(diào)校變送器時(shí)，可校正或調(diào)整無(wú)輸入信號(hào)（P=0）時(shí)的輸出信號(hào)，使它為4mA，零點(diǎn)遷移范圍為-10kPa，零點(diǎn)遷移可提高測(cè)量精確度和靈敏度。4、位移檢測(cè)變壓器接在放大器的反饋回路內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)變壓器耦合式的低頻振蕩器，振蕩頻率越為4kHz。當(dāng)檢測(cè)片與磁芯片之間的氣隙變化時(shí)，振蕩器的振蕩幅度也相應(yīng)改變。交流電壓經(jīng)整流濾波后，又放大電路轉(zhuǎn)換為4-20mA統(tǒng)一信號(hào)輸出。2、電容式差壓變送器電容式差壓變送器是沒(méi)有杠桿機(jī)構(gòu)的變送器,它采用差動(dòng)電容作為檢測(cè)元件,整個(gè)變送器沒(méi)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu),因而尺寸緊湊,抗振性好,性能穩(wěn)定可靠,具有較高的精度。它可以測(cè)量壓力、差壓、絕對(duì)壓力、帶開方的差壓（用于測(cè)量流量）。1．電容式差壓變送器的組成

變送器包括差動(dòng)電容傳感器和變送器電路兩部份,其構(gòu)成方框圖如圖所示。輸入差壓Δpi作用于差動(dòng)電容的動(dòng)極板,使其產(chǎn)生位移,從而使差動(dòng)電容器的電容量發(fā)生變化。此電容變化量由輸入轉(zhuǎn)換部份變換成直流電流信號(hào),此信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行比較,其差值送入放大電路,經(jīng)放大得到整機(jī)的輸出電流I0。電容式壓力、差壓變送器特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、動(dòng)態(tài)性能好，電容相對(duì)變化大、靈敏度高在