智能壓力變送器的工作原理
點(diǎn)擊次數(shù)：3449 發(fā)布時(shí)間：2021-05-15 06:51:56
壓力測(cè)量在工業(yè)中的使用正變得越來(lái)越廣泛。壓力是僅次于溫度的*二大測(cè)量變量。每年**會(huì)生產(chǎn)數(shù)百萬(wàn)個(gè)壓力測(cè)量?jī)x表，以滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。
那么這些測(cè)量的目的是什么呢？
主要目的有3個(gè)：
① 遠(yuǎn)距離顯示壓力
② 控制回路中的壓力控制
③ 監(jiān)控自動(dòng)化過(guò)程中的壓力閾值
智能壓力變送器工作原理
1.工作原圖
圖1-1是變送器的基本工作原理，下面將敘述其工作原理和各部件的功能。
1.1“δ”室傳感器（敏感元件）
變送器的核心是一個(gè)電容式壓力傳感器，稱(chēng)為“δ”室（見(jiàn)圖1-2）。傳感器是一個(gè)完全密封的組件，過(guò)程壓力通過(guò)隔離膜片和灌充液硅油傳到感壓膜片引起位移。傳感膜片和兩電容極板之間的電容差由電子部件轉(zhuǎn)換成4～20mA DC的二線(xiàn)制輸出的電信號(hào)。
1.2線(xiàn)路板模塊
變送器的線(xiàn)路板模塊是一塊采用專(zhuān)用集成電路（ASICS）和表面封裝技術(shù)的線(xiàn)路板。線(xiàn)路板接收來(lái)自傳感器的信號(hào)并進(jìn)行修正和線(xiàn)性化。線(xiàn)路板模塊的輸出部分將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)模擬輸出信號(hào)，并可與HART手操器和上位機(jī)軟件進(jìn)行通信。
1.2.1 A/D轉(zhuǎn)換
A/D轉(zhuǎn)換電路采用16位低功耗集成電路，將解調(diào)器輸出的模擬量電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，提供給微處理器作為輸入信號(hào)。
1.2.2微處理器
變送器的微處理器控制A/D和D/A的轉(zhuǎn)換工作，也能完成自診斷及實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊。工作時(shí)，一個(gè)數(shù)字壓力值被微處理器所處理，并作為數(shù)字存儲(chǔ)，以確保精密的修正和工程單位的轉(zhuǎn)換。此外，微處理器也能完成傳感器的線(xiàn)性化、量程比、阻尼時(shí)間以及其它功能設(shè)定。
1.2.3 EEPROM存儲(chǔ)器
EEPROM存儲(chǔ)所有的組態(tài)，特性化及數(shù)字微調(diào)的參數(shù)，存儲(chǔ)器為非易失性的，因此即使斷電，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)仍能完好保持，以**實(shí)現(xiàn)智能通訊。
1.2.4 D/A轉(zhuǎn)換
D/A轉(zhuǎn)換將微處理器送來(lái)的經(jīng)過(guò)校正的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA模擬信號(hào)并輸出給回路。
1.2.5數(shù)字通訊
通過(guò)一臺(tái)通訊器，對(duì)變送器進(jìn)行測(cè)試和組態(tài)。或者通過(guò)任意支持HART通訊協(xié)議的上位系統(tǒng)主機(jī)完成通訊。HART協(xié)議使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的BELL202頻率相移鍵控（FSK）技術(shù)，以1200Hz或2200Hz的數(shù)字信號(hào)疊加在4～20mA的信號(hào)上實(shí)現(xiàn)通訊，通訊時(shí)，頻率信號(hào)對(duì)4～20mA的過(guò)程不產(chǎn)生任何干擾。
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