數(shù)字壓力計(jì)原理

 

　　通常都是將被測(cè)壓力與某個(gè)參考?jí)毫?如大氣壓力或其他給定壓力)進(jìn)行比較，因而測(cè)得的是相對(duì)壓力或壓力差。數(shù)字壓力計(jì)分類按工作原理不同可分為液柱式、彈性式和傳感器式3種形式。數(shù)字壓力計(jì)原理液柱式數(shù)字壓力計(jì)：如U型管數(shù)字壓力計(jì)、排管數(shù)字壓力計(jì)等，是根據(jù)流體靜力學(xué)原理將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐褐叨刃盘?hào)，常使用水、酒精或水銀作為測(cè)壓工質(zhì)。

 

　　彈性式數(shù)字壓力計(jì)：：如包登管數(shù)字壓力計(jì)，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥栽臋C(jī)械變形量，以指針偏轉(zhuǎn)的方式輸出信號(hào)。工業(yè)系統(tǒng)中多使用此類數(shù)字壓力計(jì)。

 

　　傳感器式數(shù)字壓力計(jì)：壓力傳感器的原理是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N電信號(hào)，如應(yīng)變式，通過(guò)彈性元件變形而導(dǎo)致電阻變化；壓電式，利用壓電效應(yīng)等。

 

　　各類數(shù)字壓力計(jì)的特點(diǎn)液柱式數(shù)字壓力計(jì)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度和精確度都高，常用于校正其他類型壓力計(jì)，缺點(diǎn)是體積大、反應(yīng)慢、難于自動(dòng)測(cè)量。

 

　　彈性式數(shù)字壓力計(jì)：使用方便、測(cè)壓范圍大，但精度較低，同樣不能自動(dòng)測(cè)量。

 

　　傳感器式數(shù)字壓力計(jì)：各種壓力傳感器均能小型化，比較精確和快速測(cè)量，尤能測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)巡回檢測(cè)、信號(hào)轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)距離傳輸、與計(jì)算機(jī)相連接、適時(shí)處理等，因而得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

 

　　數(shù)字壓力計(jì)工作原理

 

　　數(shù)字壓力計(jì)被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)數(shù)字壓力計(jì)工作原理(續(xù))A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)字壓力計(jì)信號(hào)，其值被微處理器用來(lái)判定輸入壓力值。

 

　　數(shù)字壓力計(jì)的工作。另外，它進(jìn)行傳感器線性化。重置測(cè)量范圍。工程單位換算、阻尼、開(kāi)方，，傳感器微調(diào)等運(yùn)算，以及診斷和數(shù)字?jǐn)?shù)字壓力計(jì)通信。本微處理器中有16字節(jié)程序的RAM，并有三個(gè)16位計(jì)數(shù)器，其中之一執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。D/A轉(zhuǎn)換器把微處理器來(lái)的并經(jīng)校正過(guò)的數(shù)字?jǐn)?shù)字壓力計(jì)信號(hào)微調(diào)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用變送器軟件修改。

 

　　數(shù)據(jù)貯存在EEPROM內(nèi)，即使斷電也保存完整。通信線路為數(shù)字壓力計(jì)提供一個(gè)與外部設(shè)備(如275型智能通信器或采用HART協(xié)議的控制系統(tǒng))的連接接口。此線路檢測(cè)疊加在4-20mA信號(hào)的信號(hào)，并通過(guò)回路傳送所需信息。通信的類型為移頻鍵控FSK技術(shù)并依據(jù)BeII202標(biāo)準(zhǔn)。