本文普通變送器的原理和應(yīng)用值得收藏！資料由優(yōu)質(zhì)變送器生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。

工業(yè)上通常要求測(cè)量各種電氣和非電氣物理量，如電流、電壓、功率、頻率、溫度、重量、位置、壓力、轉(zhuǎn)速、角度等。所有這些信號(hào)都需要轉(zhuǎn)換成可接收的DC模擬電信號(hào)，傳輸?shù)綌?shù)百米外的控制室或顯示設(shè)備。這種將測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換成DC信號(hào)的設(shè)備叫做發(fā)射機(jī)。該行業(yè)通常分為功率變送器(常見(jiàn)型號(hào)，如GP/FP系列、S3/N3系列、STM3系列等)。)和非電力發(fā)射器。

發(fā)射機(jī)的傳統(tǒng)輸出DC信號(hào)包括0-5V、0-10V、1-5V、0-20mA、4-20mA等。目前，4-20mA電流被廣泛用于傳輸模擬信號(hào)。工業(yè)上最廣泛使用的方法是用4~20mA電流傳輸模擬量。

使用電流信號(hào)的原因是它不容易被干擾。此外，電流源的內(nèi)阻是無(wú)限的，回路中串聯(lián)的導(dǎo)線電阻不影響精度，可以在普通雙絞線上傳輸幾百米。20mA的上限是由于防爆要求:20mA電流中斷產(chǎn)生的火花能量不足以點(diǎn)燃?xì)怏w。下限不是0mA的原因是為了檢測(cè)斷開(kāi):在正常運(yùn)行期間，它不會(huì)低于4mA。當(dāng)輸電線路因故障而斷開(kāi)時(shí)，回路電流降至0。2mA通常作為斷開(kāi)報(bào)警值。電流型變送器將物理量轉(zhuǎn)換為4~20mA電流輸出，必須由外部電源供電。最典型的是，變送器需要兩條電源線，外加兩條電流輸出線，總共四條線，這稱為四線變送器。當(dāng)然，電流輸出可以與電源共享一條線路(普通VCC或GND)，這樣可以節(jié)省一條線路，稱為三線發(fā)射機(jī)。

事實(shí)上，您可能會(huì)注意到，4-20mA電流本身可以為變送器供電，如圖1C所示。變送器相當(dāng)于電路中的一個(gè)特殊負(fù)載，其特點(diǎn)是變送器的功耗電流根據(jù)傳感器的輸出在4~20mA之間變化。顯示儀器只需要串在電路中。這種類型的變送器只需要外部連接2根導(dǎo)線，因此稱為雙線變送器。工業(yè)電流回路的標(biāo)準(zhǔn)下限為4mA，因此只要在此范圍內(nèi)，變送器至少有4mA的電源。這使得設(shè)計(jì)雙線傳感器成為可能。

在工業(yè)應(yīng)用中，測(cè)量點(diǎn)通常在現(xiàn)場(chǎng)，而顯示設(shè)備或控制設(shè)備通常在控制室或控制柜上。兩者之間的距離可能是幾十到幾百米。根據(jù)100米的距離，省略2根電線意味著成本降低近100元！因此，雙線傳感器在實(shí)踐中被越來(lái)越多地使用。

區(qū)別發(fā)射器

生產(chǎn)資料市場(chǎng)化后，激烈的競(jìng)爭(zhēng)加劇，真假難辨。因?yàn)樽兯推魇且婚T邊緣學(xué)科，許多工程設(shè)計(jì)者對(duì)此并不熟悉。一些制造商混淆了工業(yè)水平和商業(yè)水平(工業(yè)水平的價(jià)格是商業(yè)水平的2-3倍)

筆者試圖以常用的0.5級(jí)精密電流電壓變送器為例，從以下幾個(gè)方面來(lái)區(qū)分真假。

(1)基準(zhǔn)應(yīng)該穩(wěn)定。4mA是相應(yīng)的輸入零點(diǎn)基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)是不穩(wěn)定的。就精度線性而言，冷啟動(dòng)3分鐘內(nèi)4mA的零漂移變化不應(yīng)超過(guò)4.000mA0.5%。(即3.98-4.02毫安)，負(fù)載250ω上的壓降為0.995-1.005伏，國(guó)外集成電路芯片大多基于昂貴的能隙標(biāo)準(zhǔn)，溫度漂移系數(shù)相差10ppm每度。

(2)內(nèi)部電路消耗的總電流< 4mA，調(diào)整后等于4.000mA，有源整流濾波放大恒流電路消耗的電流不隨原邊輸入的變化而變化。國(guó)外集成電路芯片采用恒流電源。

(3)當(dāng)工作電壓為24.000伏，滿量程為20.000毫安時(shí)，滿量程讀數(shù)為20.000毫安，不會(huì)因負(fù)載0-700ω的變化而改變。在0.5%范圍內(nèi)，變化不得超過(guò)20.000毫歐0.5%。

(4)當(dāng)滿量程為20.000毫安，負(fù)載為250ω時(shí)，滿量程讀數(shù)為20.000毫安，不會(huì)因工作電壓從15.000伏變?yōu)?0.000伏而改變；在0.5%范圍內(nèi)，變化不得超過(guò)20.000毫歐0.5%。

(5)當(dāng)一次側(cè)過(guò)載時(shí)，輸出電流不得超過(guò)25.000毫安+10%，否則會(huì)因功耗過(guò)大而損壞24V工作電源和可編程控制器/分布式控制系統(tǒng)中變送器的模數(shù)輸入箝位電路。此外，發(fā)射機(jī)的發(fā)射和輸出也會(huì)因功耗過(guò)大而受損，沒(méi)有模數(shù)輸入箝位電路會(huì)受到更大的影響。

(6)當(dāng)工作電壓為24V時(shí)，變送器不應(yīng)損壞，必須提供極性保護(hù)。

(7)當(dāng)兩條線路之間的感應(yīng)閃電和感應(yīng)浪涌電壓超過(guò)24V時(shí)，夾緊它們，不要損壞變送器。一般情況下，兩條線路之間并聯(lián)1-2個(gè)瞬態(tài)保護(hù)二極管1.5KE，以抑制每20秒20毫秒脈沖寬度的正負(fù)脈沖的沖擊，瞬態(tài)沖擊功率為1.5KW-3KW。

(8)產(chǎn)品標(biāo)簽0.5%的線性度為絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差，可通過(guò)以下方法明確識(shí)別:當(dāng)主輸入為零且輸出為4毫安±0.5%(3.98-4.02毫安)時(shí)，線性度為0.5%。當(dāng)250ω負(fù)載上的壓降為0.995-1.005伏時(shí)，輸出為5.6毫安±0.5%(5.572-5.628毫安)，當(dāng)250ω負(fù)載上的壓降為1.393-1.407伏時(shí)，輸出為8毫安±0.5%(7.96-8.04毫安)，當(dāng)250ω負(fù)載上的壓降為1.9997伏時(shí)，輸出為25% 當(dāng)負(fù)載250ω上的壓降為2.985-3.015伏，一次側(cè)輸入為75%時(shí)，輸出12毫安±0.5%(11.94-12.06毫安)，當(dāng)負(fù)載250ω上的壓降為3.980-4.020伏，一次側(cè)輸入為100%，輸出20毫安±0.5%(15.92-16.08毫安)

(9)當(dāng)初級(jí)輸入過(guò)載大于125%時(shí)，必須限制電流。當(dāng)一次輸入過(guò)載大于125%時(shí)，輸出過(guò)流限值為25mA+10% (25.00-27.50 mA)，負(fù)載250ω上的壓降為6.250-6.875伏；；

(10)當(dāng)感應(yīng)浪涌電壓超過(guò)24V時(shí)，辨別是否有箝位現(xiàn)象:在雙線輸出端口用交流50V指針式儀表連接兩條線。用交流50V連接兩根電線，立即接觸雙線輸出端口，查看是否有箝位現(xiàn)象。多少伏特被箝位一目了然

(11)無(wú)極性保護(hù)判別:如果指針萬(wàn)用表ω乘以10K來(lái)測(cè)量雙線輸出端口的正反向，當(dāng)ω電阻為無(wú)窮大時(shí)，總會(huì)有一個(gè)極性保護(hù)。

(12)無(wú)電極輸出電流長(zhǎng)期短路保護(hù):當(dāng)一次輸入為100%或過(guò)載大于125%-200%時(shí)，短路負(fù)載250ω，測(cè)量短路保護(hù)限值是否為25mA+10%；

(13)區(qū)分工業(yè)級(jí)和商業(yè)級(jí):工業(yè)級(jí)的工作溫度范圍為-25度至+70度，溫度漂移系數(shù)為100 ppm度，即溫度每度變化1度，精度變化萬(wàn)分之一；民用商用等級(jí)的工作溫度范圍為0度(或-10度)至+70度(或+50度)，溫度漂移系數(shù)為250ppm度，即溫度每度變化1度，精度變化2.5萬(wàn)分之一。電流電壓變送器的溫度漂移系數(shù)可通過(guò)恒溫箱或高低溫箱進(jìn)行校驗(yàn)。

上述13種方法也可以用來(lái)區(qū)分真假與其他發(fā)射機(jī)。

技術(shù)原理

1.精度:優(yōu)于0.5%；

2.非線性失真:優(yōu)于0.5%；

3.額定工作電壓:+24V±20%，極限工作電壓:≤35V；

4.電源功耗:靜態(tài)4mA，動(dòng)態(tài)等于回路電流，內(nèi)部限制25mA+10%；

5.額定輸入:5A......1KA (38種規(guī)格)；

6.通孔直徑:8、9、12、20、25、30±30毫米；；

7.輸出形式:雙線DC4 ~ 20mA；

8.輸出電流的溫度漂移系數(shù):≤50 ppm/℃；

9.響應(yīng)時(shí)間:≤100毫秒；；

10.輸入/輸出絕緣隔離強(qiáng)度: >交流3000伏、1分鐘、1毫安；

11.輸出負(fù)載電阻:RL = V+-10V/0.02(ω)；

注:(1)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓+24V時(shí)，負(fù)載阻抗為700ω；

(2)RL = 250ω轉(zhuǎn)換兩條傳輸線的1 ~ 5V電阻+總銅電阻。

12.輸入過(guò)載保護(hù):30次，1分鐘；

13.輸出過(guò)流限制保護(hù):內(nèi)部限制25mA+10%；

注:(1)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)輸出過(guò)流限制保護(hù):內(nèi)部限制25mA+10%；

(2)可根據(jù)客戶要求定制:內(nèi)部限制為22mA+10%和24mA+10%。

14.雙線端口瞬態(tài)感應(yīng)閃電和浪涌電流TVS的保護(hù)能力:TVS抑制浪涌電流35a/20 ms/1.5 kw；

15.雙線端口設(shè)有+24v電源反接保護(hù)；

16.輸出電流設(shè)置有長(zhǎng)時(shí)間短路保護(hù)限值；內(nèi)部限值25ma+10%；

17.工作環(huán)境:-40℃-80℃，10%-90%相對(duì)濕度；

18.儲(chǔ)存溫度:-50℃-85℃；

19.執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/t 13850-1998；

20.系列型號(hào)、規(guī)格、接線圖、產(chǎn)品形狀、產(chǎn)品照片和安全注意事項(xiàng)。

你能舉一個(gè)工業(yè)級(jí)0.5精密電流傳感器的主要特性的例子嗎？

1.一個(gè)真正的均方根雙線變送器，專門為50/60赫茲交流電流測(cè)量的電力自動(dòng)化而設(shè)計(jì)；

2.采用單匝穿孔鐵芯結(jié)構(gòu)，將電流互感器和電流互感器結(jié)合成一體設(shè)計(jì)；

3.它具有六項(xiàng)綜合保護(hù)功能:

(1)、輸入過(guò)載保護(hù)；

(2)輸出過(guò)流限制保護(hù)；

(3)輸出電流長(zhǎng)期短路保護(hù)；

(4)雙線端口瞬態(tài)感應(yīng)閃電和浪涌電流瞬態(tài)電壓抑制器的抑制和保護(hù)；

(5)工作電源過(guò)電壓極限保護(hù)≤35V；

(6)工作電源反向保護(hù)。

4.雙線輸出連接是模擬串口中最先進(jìn)的輸出方式，有六個(gè)優(yōu)點(diǎn)；

(1)不易受寄生熱電偶和電阻壓降以及沿線溫漂的影響，可以使用非常便宜和較薄的雙絞線；

(2)當(dāng)電流源的輸出電阻足夠大時(shí)，磁場(chǎng)耦合引起的導(dǎo)線回路中的電壓不會(huì)有明顯的影響，因?yàn)楦蓴_源引起的電流非常小，一般采用雙絞線可以減少干擾；

(3)容性干擾將導(dǎo)致與接收器電阻相關(guān)的誤差。對(duì)于4-20mA雙線環(huán)路，接收器電阻通常為250ω(采樣UOUT = 1 ~ 5V)，該電阻太小，不會(huì)產(chǎn)生顯著誤差。因此，允許的導(dǎo)線長(zhǎng)度比電壓遙測(cè)系統(tǒng)更長(zhǎng)更遠(yuǎn)。

(4)每個(gè)單個(gè)讀取裝置或記錄裝置可以在具有不同導(dǎo)線長(zhǎng)度的不同通道之間切換，并且精度的差異不是由導(dǎo)線長(zhǎng)度的差異引起的；

(5)零電平使用4mA，這使得判斷傳輸線是否開(kāi)路或傳感器是否損壞(0mA狀態(tài))非常方便。

(6)便于在兩條線路的輸出端口增加浪涌和防雷裝置，有利于安全防雷和防爆。

5.原二次側(cè)高度絕緣和隔離；

6.高可靠性、高穩(wěn)定性和高性價(jià)比；

7.特別適用于發(fā)電機(jī)、電機(jī)、低壓配電柜、空調(diào)、風(fēng)機(jī)、路燈等負(fù)載電流的智能監(jiān)控系統(tǒng)。

8.超低功耗，單靜態(tài)功耗為0.096瓦，滿量程功耗為0.48瓦，輸出電流的內(nèi)部限制功耗為0.6瓦

壓力變送器原則

電容壓力變送器的原理，電容壓力變送器主要由一個(gè)完成壓力/電容轉(zhuǎn)換的腔敏感元件和一個(gè)將電容轉(zhuǎn)換成兩條線的4-20mA電子線路板組成。當(dāng)過(guò)程壓力從測(cè)量室的兩側(cè)(或一側(cè))施加到隔離膜時(shí)，過(guò)程壓力通過(guò)硅油填充液轉(zhuǎn)移到測(cè)量室的重心膜。重心隔膜是一種邊緣緊密的隔膜。在壓力的作用下，產(chǎn)生相應(yīng)的位移，構(gòu)成差動(dòng)電容變化，經(jīng)過(guò)電子線路板的調(diào)理、振蕩和收縮，轉(zhuǎn)換成4-20mA信號(hào)輸入。輸入電流與過(guò)程壓力成反比。

分散硅壓力變送器的原理及應(yīng)用

被測(cè)介質(zhì)的壓力間接地作用在傳感器(不銹鋼或陶瓷)的膜片上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成反比的微小位移，使傳感器的電阻值變化，用電子電路檢測(cè)變化，并轉(zhuǎn)換和輸入與壓力相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。

陶瓷壓力變送器的原理及應(yīng)用

防腐蝕壓力變送器無(wú)液體傳輸，壓力間接作用于陶瓷膜片的前表面，造成膜片大變形。厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，并連接到惠斯通電橋(閉合電橋)。由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，電橋產(chǎn)生與壓力成反比、與激勵(lì)電壓成反比的高線性電壓信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)根據(jù)不同的壓力氣路等校準(zhǔn)為2.0/3.0/3.3毫伏/伏。它與應(yīng)變傳感器兼容。經(jīng)過(guò)激光校準(zhǔn)，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性。該傳感器自身具有0 ~ 70℃的溫度補(bǔ)償，并能與絕大多數(shù)介質(zhì)間接接觸。陶瓷是公認(rèn)的高彈性、耐腐蝕、耐磨、耐沖擊和耐振動(dòng)的材料。陶瓷及其厚膜電阻的熱穩(wěn)定性能使其工作溫度范圍高達(dá)-40 ~ 135℃，測(cè)量精度和穩(wěn)定性高。電氣絕緣水平< 2kV，輸入信號(hào)強(qiáng)，臨時(shí)穩(wěn)定性好。高性能、低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力變送器的發(fā)展方向。在歐美國(guó)家，有一種單方面取代其他類型傳感器的趨勢(shì)。在中國(guó)，越來(lái)越多的玩家也使用陶瓷傳感器來(lái)代替分散的硅壓力變送器。

壓力變送器被測(cè)介質(zhì)的兩個(gè)壓力進(jìn)入高壓和低壓腔，作用在δ元件(即敏感元件)兩側(cè)的隔離膜片上，并通過(guò)隔離膜片和元件中的填充液體傳遞到測(cè)量膜片的兩側(cè)。測(cè)量膜片和兩側(cè)絕緣片上的電極分別構(gòu)成一個(gè)電容器。

當(dāng)兩側(cè)的壓力不一致時(shí)，測(cè)量膜片將移位。位移與壓差成正比，因此兩側(cè)的電容不相等，并將通過(guò)振蕩和解調(diào)鏈路轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。壓力變送器和絕對(duì)值壓力變送器的工作原理與差壓變送器的工作原理相同，只是低壓室內(nèi)的壓力是大氣壓或真空。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其值被微處理器用來(lái)確定輸入壓力值。微處理器控制發(fā)射器的操作。此外，它使傳感器線性化。重置測(cè)量范圍。工程單位轉(zhuǎn)換、阻尼、平方根、傳感器微調(diào)等操作，以及診斷和數(shù)字通信。

這種微處理器有16字節(jié)的程序用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和三個(gè)16位計(jì)數(shù)器，其中一個(gè)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

數(shù)模轉(zhuǎn)換器微調(diào)來(lái)自微處理器的校正數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)可由變送器軟件修改。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器中，即使電源被切斷，電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器也是完好無(wú)損的。

數(shù)字通信線為變送器提供與外部設(shè)備的連接接口(例如275智能通信器或HART協(xié)議控制系統(tǒng))。該線路檢測(cè)疊加在4-20mA信號(hào)上的數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)環(huán)路傳輸所需信息。通信類型是頻移鍵控FSK技術(shù)，符合BeII202標(biāo)準(zhǔn)。

用法:壓力變送器主要用于測(cè)量氣體、液體和蒸汽的壓力、負(fù)壓、絕對(duì)壓力等參數(shù)，然后轉(zhuǎn)換成4-20mA。輸出DC信號(hào)。

壓力變送器包括通用型(表壓)和通用型(絕對(duì)壓力)。GP和Ap型與智能放大板的組合可形成智能壓力變送器，可通過(guò)與符合HART協(xié)議的手操器相互通信進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控。GP類型壓力變送器的三角腔在一側(cè)接收測(cè)量壓力信號(hào)，在另一側(cè)與大氣壓力連通，因此可用于測(cè)量表壓或負(fù)壓。AP型絕對(duì)壓力變送器的三角室一側(cè)接收測(cè)量的絕對(duì)壓力信號(hào)，另一側(cè)密封在高真空參考室中，可測(cè)量排氣系統(tǒng)、蒸餾塔、蒸發(fā)器、結(jié)晶器等的絕對(duì)壓力。

原理:有幾種常用的原理，如電容型、諧振梁型、硅擴(kuò)散型等等！

電容壓力變送器主要由實(shí)現(xiàn)壓力/電容轉(zhuǎn)換的腔敏感元件和將電容轉(zhuǎn)換成兩條線的4-20mA電子線路板組成！當(dāng)過(guò)程壓力從測(cè)量室的兩側(cè)(或一側(cè))施加到隔離膜時(shí)，它通過(guò)硅油填充液轉(zhuǎn)移到測(cè)量室的中心膜。中心隔膜是一種邊緣緊密的隔膜。在壓力的作用下，產(chǎn)生相應(yīng)的位移，這種位移形成一個(gè)微分電容變化！并且經(jīng)過(guò)電子電路板的調(diào)整、振蕩和放大！轉(zhuǎn)換到4-20mA信號(hào)輸出！輸出電流與過(guò)程壓力成正比！

壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的程度可以稱為" 壓力變送器"，壓力的類型太多了。每種類型都有其特定的工作原理，測(cè)量范圍從毫克到噸不等。因此，更具體地說(shuō)，我們也可以說(shuō)常用的強(qiáng)力平衡型、變形(抗應(yīng)變)型等等。

總之，它們都可以輸出模擬電信號(hào)，然后通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并連接到計(jì)算機(jī)。

輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器。這個(gè)術(shù)語(yǔ)有時(shí)常用于傳感器。

發(fā)射器有多種類型。一般來(lái)說(shuō)，變送器向二次儀表發(fā)送信號(hào)，使二次儀表顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。

將物理測(cè)量信號(hào)或普通電信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出或以通信協(xié)議模式輸出的設(shè)備。一般分為:溫度/濕度變送器、壓力變送器、差壓變送器、液位變送器、電流變送器、功率變送器、流量變送器、重量變送器等。

變送器——遵循物理定律(或?qū)嶒?yàn)數(shù)學(xué)模型)將物理量的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(如4-20mA)的裝置。

變送器將傳感信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào):0/4-20毫伏直流、1-5毫伏直流、0-10毫伏直流

變送器:除傳感功能外，還具有放大和整形功能，其輸出為標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)，如4-20mA

公共壓力變送器的原理及應(yīng)用

1.應(yīng)變計(jì)壓力變送器的原理及應(yīng)用

機(jī)械傳感器有很多種，如電阻應(yīng)變計(jì)壓力變送器，半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)壓力變送器，壓阻式壓力變送器，感應(yīng)式壓力變送器，電容式壓力變送器，諧振式壓力變送器，電容式加速度傳感器等。然而，壓阻壓力變送器是最廣泛使用的類型，它具有極低的價(jià)格、高精度和良好的線性特性。下面我們主要介紹這種傳感器。

當(dāng)減壓電阻壓力變送器時(shí)，讓我們首先識(shí)別電阻應(yīng)變儀。電阻應(yīng)變儀是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的靈敏裝置。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要部件之一。金屬電阻應(yīng)變儀和半導(dǎo)體應(yīng)變儀被廣泛使用。有兩種金屬電阻應(yīng)變儀:線應(yīng)變儀和金屬箔應(yīng)變儀。通常，應(yīng)變儀通過(guò)特殊的粘合劑與產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變的基體緊密結(jié)合。當(dāng)基體的應(yīng)力改變時(shí)，電阻應(yīng)變儀也會(huì)一起變形，從而改變應(yīng)變儀的電阻值，從而改變施加到電阻上的電壓。應(yīng)變儀在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的電阻值變化通常很小。通常，應(yīng)變儀形成應(yīng)變橋，該應(yīng)變橋由隨后的儀表放大器放大，然后傳輸?shù)教幚黼娐?通常是模數(shù)轉(zhuǎn)換和中央處理器)顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

金屬電阻應(yīng)變儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的電阻值可以由設(shè)計(jì)者來(lái)設(shè)計(jì)，但應(yīng)注意電阻值的取值范圍:電阻值太小，要求的驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)，應(yīng)變片的發(fā)熱導(dǎo)致應(yīng)變片的溫度太高，在不同的環(huán)境下使用導(dǎo)致應(yīng)變片的電阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過(guò)于復(fù)雜。然而，電阻太大，阻抗太高，抗外部電磁干擾的能力差。一般來(lái)說(shuō)，從幾十歐元到幾萬(wàn)歐元不等。

電阻應(yīng)變儀的工作原理

金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基材上的應(yīng)變電阻隨機(jī)械變形而變化的現(xiàn)象，俗稱電阻應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻值可由以下公式表示:

式中:ρ-金屬導(dǎo)體的電阻率(ω？cm2/m)

S——導(dǎo)體橫截面積(cm2)

L——導(dǎo)線長(zhǎng)度(m)

我們以線應(yīng)變電阻為例。當(dāng)金屬絲受到外力時(shí)，它的長(zhǎng)度和橫截面積將會(huì)改變。從上面的公式可以很容易地看出，它的電阻值會(huì)發(fā)生變化。如果電線被外力拉伸，它的長(zhǎng)度將增加，而它的橫截面積將減少，它的電阻值將增加。當(dāng)電線被外力壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小，橫截面增大，電阻值減小。只要測(cè)量施加到電阻上的變化(通常測(cè)量電阻兩端的電壓)，就可以獲得應(yīng)變線的應(yīng)變狀態(tài)

2.陶瓷壓力變送器的原理及應(yīng)用

耐腐蝕壓力變送器無(wú)液體傳輸，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，導(dǎo)致膜片輕微變形。厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，并連接形成惠斯通電橋(閉合電橋)。由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比，也與激勵(lì)電壓成正比的高線性電壓信號(hào)。根據(jù)不同的壓力范圍，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)為2.0/3.0/3.3毫伏。通過(guò)激光校準(zhǔn)，該傳感器具有較高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性。該傳感器自身的溫度補(bǔ)償為0 ~ 70℃，可與大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。

陶瓷是公認(rèn)的高彈性、耐腐蝕、耐磨、耐沖擊和耐振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定性和厚膜電阻可使其工作溫度范圍高達(dá)-40 ~ 135℃，具有較高的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。電氣絕緣度>:2kV，輸出信號(hào)強(qiáng)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。高性能、低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力變送器的發(fā)展方向。在歐洲和美國(guó)，有一種趨勢(shì)是完全取代其他類型的傳感器。在中國(guó)，越來(lái)越多的用戶使用陶瓷傳感器，而不是擴(kuò)散硅壓力變送器。

3.擴(kuò)散硅壓力變送器的原理及應(yīng)用

工作原理

被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用在傳感器的隔膜(不銹鋼或陶瓷)上，使隔膜產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成比例的微位移，改變傳感器的電阻值，通過(guò)電子電路檢測(cè)這種變化，并轉(zhuǎn)換和輸出對(duì)應(yīng)于該壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。

4.藍(lán)寶石壓力變送器的原理及應(yīng)用

基于應(yīng)變電阻原理，硅藍(lán)寶石被用作半導(dǎo)體敏感元件，具有無(wú)與倫比的計(jì)量特性。

藍(lán)寶石由單晶絕緣體元素組成，不會(huì)引起磁滯、疲勞和蠕變；藍(lán)寶石比硅更堅(jiān)硬，不怕變形；藍(lán)寶石具有非常好的彈性和絕緣特性(在1000攝氏度以內(nèi))。因此，由硅藍(lán)寶石制成的半導(dǎo)體傳感器對(duì)溫度變化不敏感，并且即使在高溫條件下也具有良好的工作特性；藍(lán)寶石具有很強(qiáng)的抗輻射能力；此外，硅藍(lán)寶石半導(dǎo)體傳感器沒(méi)有p-n漂移，從而從根本上簡(jiǎn)化了制造工藝，提高了可重復(fù)性并確保了高產(chǎn)量。

由硅藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制成的壓力傳感器和變送器能夠在最惡劣的工作條件下正常工作，可靠性高，精度好，溫度誤差極小，性價(jià)比高。

表壓傳感器和壓力變送器由雙膜片組成:鈦合金測(cè)量膜片和鈦合金接收膜片。印有異質(zhì)外延應(yīng)變敏感電橋電路的藍(lán)寶石片焊接在鈦合金測(cè)量膜片上。測(cè)量的壓力被傳輸?shù)浇邮崭裟?接收隔膜和測(cè)量隔膜通過(guò)拉桿牢固地連接在一起)。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片變形。硅藍(lán)寶石敏感元件檢測(cè)到變形后，其電橋輸出將發(fā)生變化，變化幅度與測(cè)量壓力成正比。

傳感器電路可以保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的不平衡信號(hào)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的電信號(hào)輸出(0-5、4-20mA或0-5V)。在絕對(duì)壓力傳感器和壓力變送器中，藍(lán)寶石片與陶瓷基玻璃焊料連接，起到彈性元件的作用，將測(cè)得的壓力轉(zhuǎn)化為應(yīng)變片的變形，從而達(dá)到壓力測(cè)量的目的。

5.壓電壓力傳感器的原理及應(yīng)用

主要用于壓電傳感器的壓電材料包括應(yīng)時(shí)、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫鹽。其中，應(yīng)時(shí)(二氧化硅)是一種能發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)的天然晶體。在一定的溫度范圍內(nèi)，壓電性能總是存在的，但是當(dāng)溫度超過(guò)這個(gè)范圍后，壓電性能就完全消失了(這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”)。由于電場(chǎng)隨著應(yīng)力的變化而略有變化(即壓電系數(shù)相對(duì)較低)，應(yīng)時(shí)逐漸被其他壓電晶體所取代。酒石酸鉀鈉具有很高的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但只能應(yīng)用在室溫和濕度較低的環(huán)境中。磷酸二氫胺是一種人造晶體，能耐高溫高濕，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用于多晶，如壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、壓電陶瓷、鈮酸鹽壓電陶瓷、鈮酸鉛鎂壓電陶瓷等。

壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理。壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量，因?yàn)橹挥挟?dāng)回路具有無(wú)限的輸入阻抗時(shí)，外力后的電荷才得以保存。實(shí)際情況并非如此，因此決定壓電傳感器只能測(cè)量動(dòng)態(tài)應(yīng)力。

壓電傳感器主要用于加速度、壓力和力的測(cè)量。壓電加速度計(jì)是一種常用的加速度計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。壓電加速度計(jì)廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑物的振動(dòng)和沖擊測(cè)量，特別是在航空和航天領(lǐng)域。壓電傳感器也可以用來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的壓力和真空度。它也可用于軍事工業(yè)，例如，它可用于測(cè)量膛內(nèi)發(fā)射槍和子彈時(shí)膛內(nèi)壓力和槍口沖擊波壓力的變化。它可以用來(lái)測(cè)量大壓力和小壓力。

壓電傳感器也廣泛用于生物醫(yī)學(xué)測(cè)量。例如，心室導(dǎo)管麥克風(fēng)由壓電傳感器制成。因?yàn)闇y(cè)量動(dòng)態(tài)壓力非常普遍，所以壓電傳感器被廣泛使用。

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)

閱讀文章后，您可以:

搜索微信公眾賬戶的全球電氣資源，了解更多電氣專業(yè)知識(shí)和視頻！

《普通變送器的原理和應(yīng)用值得收藏！》本文地址：http://www.yufengchuyun.cn/news/js/539.html 轉(zhuǎn)載請(qǐng)勿刪除！