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智能壓力變送器的工作原理

點擊次數(shù):2780 發(fā)布時間:2021-05-15 06:51:56
壓力測量在工業(yè)中的使用正變得越來越廣泛。壓力是僅次于溫度的*二大測量變量。每年**會生產(chǎn)數(shù)百萬個壓力測量儀表,以滿足客戶的需求。
那么這些測量的目的是什么呢?
主要目的有3個:
① 遠(yuǎn)距離顯示壓力
② 控制回路中的壓力控制
③ 監(jiān)控自動化過程中的壓力閾值

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電容式壓力傳感器,稱為“δ”室(見圖1-2)。傳感器是一個完全密封的組件,過程壓力通過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*板之間的電容差由電子部件轉(zhuǎn)換成4~20mA DC的二線制輸出的電信號。
1.2線路板模塊
變送器的線路板模塊是一塊采用專用集成電路(ASICS)和表面封裝技術(shù)的線路板。線路板接收來自傳感器的信號并進(jìn)行修正和線性化。線路板模塊的輸出部分將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一個模擬輸出信號,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。
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現(xiàn)數(shù)字通訊。工作時,一個數(shù)字壓力值被微處理器所處理,并作為數(shù)字存儲,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性化、量程比、阻尼時間以及其它功能設(shè)定。
1.2.3 EEPROM存儲器
EEPROM存儲所有的組態(tài),特性化及數(shù)字微調(diào)的參數(shù),存儲器為非易失性的,因此即使斷電,所存儲的數(shù)據(jù)仍能完好保持,以**實現(xiàn)智能通訊。
1.2.4 D/A轉(zhuǎn)換
D/A轉(zhuǎn)換將微處理器送來的經(jīng)過校正的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為4~20mA模擬信號并輸出給回路。
1.2.5數(shù)字通訊
通過一臺通訊器,對變送器進(jìn)行測試和組態(tài)。或者通過任意支持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)字信號疊加在4~20mA的信號上實現(xiàn)通訊,通訊時,頻率信號對4~20mA的過程不產(chǎn)生任何干擾。

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