无锡压力变送器制造商【阿尔法】常用压力变送器的工作原理和特点

摘要：介绍了广泛应用于工业自动化控制领域常用压力变送器的工作原理和特点，给出了变送器输出电流测量误差的校准方法，并对校准结果进行不确定度分析评定。

1、常用压力变送器的工作原理及特点
压力变送器是将压力变量转换为可远距离传送的标准化输出信号的仪表，它能将测压元件感受到的气体、液体等物理压力参数(压力、液位等)转变成标准电信号，以供给二次仪表进行测量、指示和过程调节，由感压单元、信号处理和转换单元组成。目前工业上广泛采用4mA～20mA电流来传输模拟量。常用压力变送器根据压力传感器的测量原理可分为压阻式、扩散硅式、陶瓷式、压电式和电容式压力变送器等。
1.1压阻式压力变送器
压阻式压力变送器的主要组成部分之一是电阻应变片，它是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。通常是将应变片用特殊的黏合剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。该变送器具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。
1.2扩散硅压力变送器
扩散硅压力变送器问世于20世纪90年代中期，它利用弹性元件的压阻效应，当被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上时，膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，利用电子线路检测这一变化，并转换输出一个统一的标准信号。该变送器与传统产品相比具有技术先进、性能可靠、安装方便、准确度高、体积小等优点。
1.3陶瓷压力变送器
抗腐蚀的陶瓷压力变送器没有液体的传递，当压力作用在陶瓷膜片上时，膜片会产生微小的形变，使印刷在陶瓷膜片的背面的厚膜电阻通过与之连接的惠斯通电桥(闭桥)，输出一个与激励电压成正比的电压信号，通过变送器内置电路对压力物理量进行测量，转换成统一的标准信号。该变送器可将各种介质(腐蚀性和非腐蚀性的气体、液体)直接引入到陶瓷膜片上，陶瓷的热稳定特性及其厚膜电阻使其工作温度范围高达一40~C～135℃，故有较高的测量精度、稳定性好且输出信号强、价格低廉。
1.4压电压力变送器
压电压力变送器的工作原理是压电效应。晶体是各向异性的，当沿着一定方向受力时，晶体能产生出电的效应，当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态。传感器中主要使用的压电材料有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺等。该变送器主要应用在加速度和压力的测量中，具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等特点，但只能用于测量动态的应力。
1.5电容式压力变送器
电容式压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极组成一个电容，当两侧压力不一致时，测量膜片产生的位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号，再通过变送电路对压力物理量进行测量并转换成统一的标准信号，其精度高、耐腐蚀、耐污染、稳定性好，是国内外公认的检测低真空压力的理想
仪表，主要应用于民用32业的各个领域，并在航天工业、核工业等军事工业中发挥着独特的作用。
2、示值误差测量结果不确定度评定
2.1概述
2.1.1测量依据
JJG882—2004《压力变送器》；JJF1059.1—2011《测量不确定度评定与表示》。
2.1.2环境条件
温度为20℃±5℃，每1Omin变化不大于1℃，
湿度为45%RH～75%RH。
2.1.3测量标准
0.05级活塞式压力计标准装置，测量范围为0.1MPa～6MPa；高精度数字多用表，电流测量误差：±(0.050%RD+0.005%FS)。
2.1.4测量对象
压力变送器，测量范围：0～6MPa，准确度等级：0.5级，输出电流：4mA～20mA。
2.1.5测量方法
在规定的环境条件下，将待测压力变送器按检定规程的要求连接在标准装置上，缓慢地升压、降压，待示值稳定后读数，用数字多用表读取相应检测点的输出电流值，与标准值进行比较后，给出每一点的示值误差。
3、结束语
笔者从介绍常用压力变送器的工作原理和特点着手，结合多年的检测经验和数据积累，给出了一种压力变送器的电流输出值校准结果的不确定度评定方法，希望能对从事压力变送器检定／校准工作的工作人员有所启迪和帮助。