电容式差压变送器的工作原理是什么?有何特点
电容式差压变送器是20世纪80年代研制开发的新型差压变送器,它利用单晶硅谐振传感器,采用微电子表面加工技术,除了保证±0.2%的测量精度外,还可实现抵制静压、温飘对其影响。由于配备了低噪声调制解调器和开放式通讯协议,目前的电容式差压变送器可实现数字无损耗信号传输。
1.结构及工作原理
变送器主要有检测部分和信号转换及放大处理部分组成。
检测部分由检测膜片和两侧固定弧形板组成,检测膜片在压差的作用下可轴向移动,形成可移动电容极板,并和固定弧形板组成两个可变电容器C1和C2,结构及电气原理可见图6-11。
检测前,高、低压室压力平衡,P1 =P2;按结构要求,组成两可变电容的固定弧形极板和检测膜片对称,极间距相等,C1 =C2。
当被测压力P1和P2分别由导入管进入高、低压室时,由于P1 >P2隔离膜片中心将发生位移,压迫电解质使高压侧容积变小。当电解质为不可压缩体时,其容积变化量将引起检测膜片中心向低压侧位移,此位移量和隔离膜片中心位移量相等。根据电工学,当组成电容的两极板极间距发生变化时,其电容量也将发生变化,即从C1=C2变为C1≠C2。
由电气原理图可知,未发生位移时,I1=I2=0;ι1+ι2=ιc;发生位移后,由于相对极间距发生变化,各极板上的积聚电荷量也发生变化,形成电荷位移,此时反映出I1≠ I2,两者之间将产生电流差,若检测出其值大小以及和压差的关系,即可求取流量。
2.变送电流与压差的关系 '
设:未发生位移时,按电容定义:
式中 K——比例常数;
ε——介电常数;
S——弧形板绝对面积;
d0-——弧形板和可动极板之间相对平均距离。
当发生位移Δd后,仍按电容定义有:
由图6-11可看出,在电动势为e,角频率为ω的高频电源驱动下,其充放电流差为:
将C1和C2定义表达式带入上式,有:
由推导结果可以得出,电流差和可动极板(检测膜片)中心位移成正比,由于此位移和被测压差成正比,所以电流差与被测压差以及流量均成正比。
3.电容式差压变送器的特点
电容式差压变送器完全由密封测量元件组成,可消除机械传动所造成的瞬时冲击和机械振动。另外高、低压测量室按防爆要求整体铸造而成,大大抑制了外应力、扭矩以及静压对测量准确度的影响。
电容式压力变送器由什么组成
摘要:电容式压力变送器是一种采用电容传感器,将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的仪器,它由电容式测压元件传感器(也称作电容压力传感器)、测量电路和过程连接件三部分组成。工作时,被测介质的两种压力作用在敏感元件的两侧隔离膜片上,压力不一致时,测量膜片产生位移,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。下面一起来了解一下电容式压力变送器工作原理吧。一、什么是电容式压力变送器压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备,它有多种类型,电容式压力变送器就是其中一种。所谓电容式压力变送器,就是采用电容传感器的压力变送器,是一种精度非常高的智能压力变送器,它的测量精度非常高,能够应用于很多行业。二、电容式压力变送器由什么组成电容式压力变送器主要由电容式测压元件传感器(也称作电容压力传感器)、测量电路和过程连接件三部分组成。下面是电容式压力变送器的结构分析:压力变送器微处理器中有16字节程序的RAM,并有三个16位计数器,其中之一执行A/D转换。A/D转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据,这些数据可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内,即使断电也保存完整。数字通信线路为变送器提供一个与外部设备(如205型智能通信器或采用HART协议的控制系统)的连接接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号,并通过回路传送所需信息。三、电容式压力变送器工作原理电容式压力变送器原理与普通压力变送器类似,具体的工作原理是:被测介质的两种压力通入高、低两个压力室,作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧,当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其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。电容式压力变送器的A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号,其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。
电容式差压变送器无输出时可能原因是
电容式差压变送器是20世纪80年代研制开发的新型差压变送器,它利用单晶硅谐振传感器,采用微电子表面加工技术,除了保证±0.2%的测量精度外,还可实现抵制静压、温飘对其影响。由于配备了低噪声调制解调器和开放式通讯协议,目前的电容式差压变送器可实现数字无损耗信号传输。 1.结构及工作原理变送器主要有检测部分和信号转换及放大处理部分组成。检测部分由检测膜片和两侧固定弧形板组成,检测膜片在压差的作用下可轴向移动,形成可移动电容极板,并和固定弧形板组成两个可变电容器C1和C2,结构及电气原理可见图6-11。检测前,高、低压室压力平衡,P1 =P2;按结构要求,组成两可变电容的固定弧形极板和检测膜片对称,极间距相等,C1 =C2。当被测压力P1和P2分别由导入管进入高、低压室时,由于P1 >P2隔离膜片中心将发生位移,压迫电解质使高压侧容积变小。当电解质为不可压缩体时,其容积变化量将引起检测膜片中心向低压侧位移,此位移量和隔离膜片中心位移量相等。根据电工学,当组成电容的两极板极间距发生变化时,其电容量也将发生变化,即从C1=C2变为C1≠C2。未发生位移时,I1=I2=0;ι1+ι2=ιc;发生位移后,由于相对极间距发生变化,各极板上的积聚电荷量也发生变化,形成电荷位移,此时反映出I1≠ I2,两者之间将产生电流差,若检测出其值大小以及和压差的关系,即可求取流量。2.变送电流与压差的关系 ' 设:未发生位移时,按电容定义:式中 K——比例常数;ε——介电常数;S——弧形板绝对面积;d0-——弧形板和可动极板之间相对平均距离。当发生位移Δd后,仍按电容定义有:在电动势为e,角频率为ω的高频电源驱动下,其充放电流差为:将C1和C2定义表达式带入上式,有:由推导结果可以得出,电流差和可动极板(检测膜片)中心位移成正比,由于此位移和被测压差成正比,所以电流差与被测压差以及流量均成正比。3.电容式差压变送器的特点 电容式差压变送器完全由密封测量元件组成,可消除机械传动所造成的瞬时冲击和机械振动。另外高、低压测量室按防爆要求整体铸造而成,大大抑制了外应力、扭矩以及静压对测量准确度的影响。希望我的回答您满意,能够对您有所帮助。
电容式压力变送器的特点
数字精度:+(-)0.075%l 稳定性:0.075% 60个月l 量程比:100:1l 测量速率:0.2Sl 小型化(2.4kg)全不锈钢法兰,易于安装l 过程连接与其它产品兼容,实现最佳测量l 世界上唯一采用H合金护套的传感器(专利技术),实现了优良的冷、热稳定性l 采用16位计算机的智能变送器l 标准4~20m.l 支持向现场总线与基于现场控制的技术的升级
电容式变送器有哪些分类?
电容式变送器主要用于测量气体、液体和蒸汽的压力、差压、负压、高静压、液位和绝对压力等参数,然后将其转换成4~20mA.DC信号输出。电容式变送器包括GP型(表压力)、DP型(差压)、DR型(微差压)、AP型(绝对压力)、HP型(高静压)、LT型(法兰式液位变送器)、DP/GP型(远传差压/压力变送器)等类型。电容式变送器与智能放大板组合,可构成智能型压力变送器,它可通过符合HART协议的手操器相互通讯,进行设定和监控。容式变送器采用射频电容法测量原量,适用于电力、冶金、化工、食品、制药、污水处理、锅炉汽包等的液位测量。电容式变送器是引进国外先进制造技术和设备,关键原材料、元器件和零部件均采用进口,整机经过严格组装和测试。具有设计原理先进、品种规格齐全、安装使用简便(规格、尺寸与原装EJA完全兼容),外形美观等特点。该电容式变送器分智能和普通型两种类型,具有很强的使用价值,该电容式变送器已广泛应用于石油、化工、冶金、电力、食品、造纸、医药、机械制造等行业。联仪LY3851型系列电容式变送器是采用国外先进技术生产的高精度智能仪表,采用技术成熟的电容传感器,具有长期稳定性好,可靠性高的特点。通过数字技术,对传感器的温度和非线性进行补偿,大大的提高了传感器的精度和量程比范围。仪表具有HART通讯接口,可通专门为之配备的组态调试系统在计算上进行测试、组态、标定,也可用专门为之配备的手操器(与ROSEMONT275兼容)在现场进行组态和校正。
简述电容差压变送器进行流量检测的工作原理
差压变送器只是某类流量计进行流量检测的工具。下面所说的各种流量测量原理,都可能用到差压变送器。
在同一根密闭管道中,当流体流动流速加快,其静压能会转化为动压能。所以在同一根密闭管道中,流速越快的位置静压越低。在流体通路中设置一个节流元件,使流过节流元件的流体流速加快,则节流元件前后会形成压力不同的静压区,其压力差(差压)的平方与流量成正比,通过测量差压并加以开方则可以得到流量值
根据这个原理工作的流量计有:孔板流量计,喷嘴流量计,1/4圆喷嘴流量计,文丘利管流量计,V塞管流量计
物体在做圆周运动时会产生离心力,在物体质量和圆周半径一定的情况下,离心力的大小与物体的速度相对应,对于流体同样如此。使流体经过一段圆形弯道,并测量其对弯道内外侧的压力差,可得到流速,并进而获得流量值。
根据这个原理工作的流量计有:弯管流量计,环形管流量计
运动中的流体保持其流动的能量称动压能。流体所具有的动压能和流速相关,改变流体的运动状态时流体的动压能会转化为动压力作用于改变流体的运动状态的物体上,检测这个物体所受的力或者直接测量动压力就能得到流速,并进而获得流量值。
根据这个原理工作的流量计有:皮托管流量计,匀速管(阿牛巴 笛形管)流量计,动压管流量计
传感器和变送器有什么区别和联系
传感器的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。 变送器的定义:应用在工业现场、能输出标准信号的传感器称为变送器。这个术语有时与传感器通用。 在《自动控制原理》中,变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。至于有时候与传感器通用是因为现代的多数传感器的输出信号已经是通用的控制器可以接收的信号,此信号可以不经过变送器的转换直接为控制器所识别。所以,传统意义上的“变送器”意义应该是:“把传感器的输出信号转换为可以被控制器或者测量仪表所接受标准信号的仪器”。 传感器是什么? 从它的名称来看,传与感二字。传是指传输,感是指感知。实际上是先有感知',其次转换,最后传输。因此传输是目的,转换是手段,感知是基础。把能够将被测变量(温度、励、液位、流量)感知出来的元件叫做敏感元件,把能够将感知出来的变量转换成非标准的电信号或其它形式输出信号叫做转换元件。因此传感器的组成由敏感元件和转换元件组成。 变送器是什么? 从变送器的名称来看,有变、送二字。变是变换、送是输送。实际上先有变换再有输送,那么输送是目的,变换是基础。变换部分是将传感器传输过来的非标准电信号或其它形式信号变换成标准电信号,如4-20mA、1-5v, 然后再将标准信号输送至二次仪表。 变送器与传感器区别 1、接线制与电源:传感器有二线制、三线制、四线制的,有的需要额外供电电源,有的不需要供电电源。变送器基本上是两线制且供电电源与信号为同一组线。 2、信号:传感器输出的信号有非标准电信号或其它形式的信号,是微弱的非标准信号,变送器输出的是标准电信号,输出信号强。远距离则以标准电流信号传输,近距离则可以用标准电压信号进行传输。 3、一次仪表和二次仪表:变送器和传感器都是一次仪表。 一次仪表用于信号采集转换,二次仪表可接受一次仪表采集转换的信号,可用于显示、控制、报警、监控等方面。传感器与变送器做成一体式,即有一次仪表的功能, 又具备二次仪表的功能,也就是说的智能变送器。
传感器与变送器的区别是什么?
1、含义上的区别传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置。变送器是从传感器发展而来的,凡是能输出标准信号的传感器。标准信号是指物理量的形式和数量范围都符合国际标准的信号。2、作用上的区别传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段;传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用;在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。变送器的作用是检测工艺参数并将测量值以特定的信号形式传送出去,以便进行显示、调节。在自动检测和调节系统中的作用是将各种工艺参数如温度、压力、流量、液位、成分等物理量变换成统一标准信号,再传送到调节器和指示记录仪中,进行调节、指示和记录。3、组成上的区别传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量信号;转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号;变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制;转换元件和变换电路需要辅助电源供电。变送器主要由测量部分、放大器和反馈部分组成。测量部分用于检测被测变量x,并将其转换成能被放大器接受的输入信号Zi。反馈部分则把变送器的输出信号y转换成反馈信号Zf,再回送至输入端。Zi与调零信号Zo代数和同反馈信号Zf进行比较,其差值ε送入放大器放大,转换成标准输出信号y。参考资料来源:百度百科-传感器参考资料来源:百度百科-变送器