關(guān)于新型自動調(diào)零壓力變送器的應(yīng)用分析

在制造化纖、橡膠和塑料等產(chǎn)品的機械設(shè)備中，常使用壓力變送器來測量過程的流體壓力￥￥￥，包括壓差、絕對壓力和表面壓力等，以便于對生產(chǎn)過程的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和控制，使其保持在期望的范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的壓力變送器，在產(chǎn)品安裝后必須通過效驗設(shè)備對產(chǎn)品進(jìn)行效驗，這個過程將耗費大量的人力和時間，且效驗設(shè)備十分昂貴。為了解決上述問題，蚌埠力恒傳感器有限公司（以下簡稱“力恒”）研發(fā)了一種新的自動調(diào)零壓力變送器，它具有節(jié)省資源、方便效驗的優(yōu)點。

這種自動調(diào)零壓力變送器主要由以下部件組成：感壓頭、感壓元件、引壓孔、與感壓元件相連接的進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換的應(yīng)變計、彈性體、直徑為 0.3mm的金屬毛細(xì)管、包裹毛細(xì)管的螺紋桿。其中，感壓元件為由高彈性的合金材料制成的感壓彈性元件，或是采用經(jīng)應(yīng)力釋放和硬度提升，并經(jīng)過真空熱處理和真空鈦碳化物鍍膜處理的15~5PH的不銹鋼Armoloy涂層感壓膜片，兩者均具有良好的耐高溫性能。

感壓元件焊接于感壓頭上，并與毛細(xì)管相連接，毛細(xì)管上端為彈性體。位于彈性體上端的應(yīng)變計連接有可將所得信號放大，&&&并與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相兼容的自動調(diào)零（Auto-Zero）放大電路。感壓頭、彈性體及應(yīng)變計等元件皆位于一個封閉的殼體內(nèi)。

圖1 自動調(diào)零壓力變送器結(jié)構(gòu)示意圖

其中：101——感壓彈性元件，102——引壓孔，104——螺紋桿，105——彈性體，106——應(yīng)變計，107——自動調(diào)零（Auto-Zero）放大電路。

這種具有自動調(diào)零功能的智能型高溫熔體壓力變送器，是將組成全橋的應(yīng)變計粘貼在毛細(xì)管的一端膜片上。測量時，一端膜片受壓，通過介質(zhì)傳遞到另一端粘貼好應(yīng)變計的彈性體上，應(yīng)變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化（俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)），并通過自動調(diào)零放大電路進(jìn)行放大，再傳輸給PLC上位機控制顯示&&&或執(zhí)行監(jiān)控。即自動調(diào)零放大電路采用最新的CMOS工藝來實現(xiàn)信號的放大過程，直接輸出0.5~4.5V、0~5V、0~10V及4~20Ma的放大信號，對產(chǎn)品進(jìn)行輸出信號零點和滿度的自動調(diào)節(jié)和效驗。

圖2高溫熔體自動調(diào)零壓力變送器

其中：1——自動調(diào)零壓力變送器，104——螺紋桿，105——彈性體，106——應(yīng)變計，1001——感壓膜片，1002——毛細(xì)管，107——自動調(diào)零（Auto-Zero）放大電路。

在實際工作過程中，被測流體的壓強，通過引壓孔傳遞到感壓彈性元件，以1:1傳遞給貼在感壓彈性元件上的彈性體及其上的應(yīng)變計&&&，由于應(yīng)變電阻，組成惠斯登電橋。

基于虎克定律：在彈性限度內(nèi)，物體的形變跟引起形變的外力成正比。因此，在壓力作用下，感壓彈性元件產(chǎn)生微量變形，其上端的應(yīng)變計感受其形變后，產(chǎn)生電阻效應(yīng)并輸出與作用壓力大小成正比的電信號，經(jīng)過自動調(diào)零放大電路對該電信號進(jìn)行放大整合，輸出標(biāo)準(zhǔn)信號和數(shù)字通信信號，利用電腦或PLC系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)傳過程控制。 另外，自動調(diào)零壓力變送器還可以測高溫流體的壓力。在工作過程中，流動的高溫流體的壓強

，以1:1通過感壓膜片及充滿傳遞介質(zhì)（通常是油類等實質(zhì)上不能壓縮的流體）的毛細(xì)管，&&&然后經(jīng)由感壓頭傳遞到貼有應(yīng)變計的彈性體上。由于應(yīng)變計具有應(yīng)變電阻，整個系統(tǒng)隨機械形變而產(chǎn)生惠斯登電橋，從而實現(xiàn)將形變轉(zhuǎn)化為放大的標(biāo)準(zhǔn)信號。

類似蠕變補償，自動調(diào)零壓力變送器通過選用不同補償量的應(yīng)變計進(jìn)行滯后補償，實現(xiàn)了不銹鋼壓力變送器的滯后指標(biāo)調(diào)整。通過匹配試驗，可以保證產(chǎn)品的線性、滯后及蠕變性能指標(biāo)控制在±0.02%F.S.以內(nèi)，并可以達(dá)到GB/T7551-1997國家標(biāo)準(zhǔn)和OLMLR60國際建設(shè)中規(guī)定的C3級要求。

力恒 的自動調(diào)零壓力變送器集成度高、功耗低、靈敏度高、線性好、體積小，能在達(dá)到較高精度和穩(wěn)定性的前提下，具有較強的實用性，稱重傳感器哪家好使用時只需要通過一個按鍵就可以實現(xiàn)對產(chǎn)品的自動效驗和修正，避免了耗費大量人力、時間及昂貴的效驗設(shè)備，因此大大提高了使用者的生產(chǎn)效率。

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