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机、电类《传感器与检测技术项目教程》模块四、压力检测 课件统一书号： ISBN 978-7-111-48817-0 课程配套网站或 2015年2月第1版 内容简介 本模块介绍“压力” 等基本概念、电容式压力表、两线制压力表、智能压力表、总线制压力表，还介绍了陶瓷式压力传感器。 模块四、压力检测（下） 目录 知识链接、压力的基本概念 项目一、电容式压力变送器 项目二、两线制压力变送器 拓展阅读、陶瓷式压力传感器 项目二 两线制压力变送器 【项目教学目标】 ? 知识目标 1）熟悉压力变送器的分类和组成。 2）熟悉压力变送器的HART通信。 3）熟悉现场总线型变送器的原理。 ? 技能目标 1）掌握两线制压力变送器的接线。 2）掌握智能变送器的零点迁移方法。 任务一、两线制压力变送器的应用 变送器：能够将传感器的输出信号转换为可以被控制器接受的标准化信号的设备。 主要由：传感器、测量转换电路、补偿电路等组成。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。 用于工业控制的变送器主要有：温度变送器、压力变送器、流量变送器、液位变送器、电流变送器、电压变送器等。 变送器具有输入过载保护、输出过电流保护、输出电流长时间短路保护、输出端口瞬态感应雷与浪涌电流TVS抑制保护、工作电源过压极限保护、工作电源反接保护等。 两线制变送器（续） 一、压力变送器简介 压力变送器是一种能将接收的气体、液体等压力信号转换为可传送的标准化输出信号的仪器。此外，其输出信号与压力之间有一给定的连续函数关系（通常为线性函数）。 压力变送器主要用于工业过程压力参数的测量与控制，其中的差压变送器也常用于液位和流量的测量。 压力变送器分类 ①按工作原理，可分为电容式、压阻式、谐振式、等（谐振式压力变送器可不经过信号处理电路，直接输出数字脉冲信号等）； ②按接线方式，可分为两线制、三线制（一根正电源线。两根信号线，其中一根GND）、四线制（两根正负电源线，两根信号线，其中一根GND）等； ③按输出方式，可分为电压输出、电流输出、数字信号输出等； ④按压力测量范围，可分为一般压力变送器（0.001～35MPa）和微压力变送器（0～1.5kPa），负压变送器（0～-100kPa）等； ⑤按准确度，可分为高准确度变送器（0.1%或0.075%级）和通用变送器（0.5%级）。 压力（差压）变送器的原理框图（图4-20） 以电容式压力（差压）传感器为例，两个大小不同的被测压力p1、p2通过导压液传送到电容式压力（差压）变送器的两个压力室，并作用在δ室（即感压元件）两侧的隔离膜片上，致使测量膜片产生位移，其位移量与压力之差成正比。 一次仪表与二次仪表 压力变送器已经将传感膜头与信号处理、转换单元组合在一个壳体中，并安装在检测现场，这种信号采集转换装置在工业中被称为一次仪表，例如热电偶、压力变送器、流量计、液位计等。 电流输出型仪表 一次仪表的输出信号可以是电压，也可以是电流。由于电流信号不易受干扰，且便于远距离传输（可以不考虑电路压降），所以在一次仪表中多采用电流输出型。 从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始，规定标准电流输出型仪表的输出为4～20mA（DDZ-Ⅱ标准为0~10mA），对应的输出电压为1～5V（DDZ-Ⅱ标准为0～2V）。在4～20mA信号制中，4mA对应于零输入，20mA对应于满度输入。 不让信号占有0～4mA的原因：1）有利于判断电路故障（开路）或仪表故障；2）这类一次仪表内部均采用微电流集成电路，总的耗电还不到4mA，因此，0～4mA这一部分“本底”电流还能为一次仪表的内部电路提供工作电流，使一次仪表成为两线制仪表。 1511电流输出型差压变送器的原理框图 二极管VD构成外接电源极性反接保护电路。当外接电源E极性反接时，二极管VD反偏，电路的电流非常微小小，不会损坏变送器电路。 二、两线制压力（差压）变送器简介 接线：其中一根为电源正极导线（红色），另一根既作为电源负极引线，又作为二次仪表的信号传输线。在信号传输线的末端，通过一只精密的取样电阻（也称负载电阻）接到电源负极，将电流信号转换成电压信号 例4-5 某两线制电流输出型压力变送器的产品说明书注明其量程范围为0～200kPa，对应的输出电流为4～20mA。求：当测得输出电流I =12mA时的被测压力p。 解 因为该仪表说明书未说明线性度，可以默认输出电流与被测压力之间为线性关系，即 I 与 p 的数学关系为一次方程，所以有 I =a0+a1p 式中 a0、a 1——待求常数。 当p =0时，a 0=4mA 当p =200kPa时，I=20mA，代入式（4-15）得a1=0.08mA/kPa，所以该压力变送器的输出/输入方程为：I=4mA+0.08(mA/kPa)p。将I=12mA代入式