現(xiàn)有技術(shù)差壓測(cè)量中，一般采用普通的壓差變送器，一般都是采用單惠斯登電橋進(jìn)行測(cè)量，其兩邊電橋分開，分別設(shè)置在兩個(gè)芯體上，兩個(gè)芯體之間通過(guò)充灌硅油或其他方式進(jìn)行壓力連接，都是對(duì)兩個(gè)壓力（一般其中一個(gè)為固定值壓力）的差進(jìn)行測(cè)量，兩路壓力只能大體相等，用來(lái)測(cè)量二者之間的小壓差，而二者之間的差過(guò)大會(huì)引起大過(guò)載而造成破損，兩路壓力只能同時(shí)變化以保持其差值變化不大。

而在有些場(chǎng)合的運(yùn)用中，經(jīng)常需要一種能分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)大量程壓力，又能精確測(cè)量二者之間的微弱差或大值差的變送器，來(lái)滿足使用要求。而現(xiàn)有的常規(guī)壓差變送器已經(jīng)不能滿足特殊要求了。針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本設(shè)計(jì)需要解決的技術(shù)問(wèn)題是能夠有一種變送器，可以同時(shí)檢測(cè)兩路壓力值和它們之差值，并且結(jié)構(gòu)小型簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)和推廣應(yīng)用。所謂差壓變送器就是測(cè)量?jī)蓚€(gè)壓力之差的壓力變送器，其輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。差壓變送器與一般的壓力變送器不同之處在于它有2個(gè)壓力接口，分為正壓端和負(fù)壓端，一般情況下，差壓變送器正壓端的壓力應(yīng)大于負(fù)壓段壓力才能測(cè)量。這里，首先介紹下差壓變送器的靜壓這個(gè)概念，差壓變送器的最大靜壓是指?jìng)鞲衅鲀蓚?cè)能夠承受的最大壓力，也就是被測(cè)量系統(tǒng)的最大壓力，一般說(shuō)來(lái)，最大靜壓大于能夠承受的最大單邊壓力。

一、高靜壓差壓變送器的基本技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量范圍： 0…7kPa～40MPa；

最大靜壓：≤60MPa；

精確度：±0.25%FS(典型)，±0.75%FS(最大)；

長(zhǎng)期穩(wěn)定性：±0.2%FS/年(典型)  ±0.3%FS/年(最大)；

靜壓影響：0.05±%FS，每100kPa

供電電源：12～36VDC；

輸出信號(hào)：4～20mADC；

二、高靜壓差壓變送器的總體設(shè)計(jì)思路

本設(shè)計(jì)的工作原理是，所述壓力傳感器是通過(guò)離子濺射與離子刻蝕的方式在一金屬?gòu)椥泽w上設(shè)置應(yīng)變電阻，來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)試。分別安裝在安裝基座上的壓力傳感器分別獨(dú)立測(cè)量?jī)陕反罅砍虊毫?，再分別通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路處理成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)，并經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路的溫度補(bǔ)償，信號(hào)運(yùn)算電路再對(duì)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，以達(dá)到對(duì)兩路壓力之差的精確測(cè)量。

兩路壓力傳感器芯體采用了先進(jìn)的鍍膜技術(shù)，將電阻條沉積到不銹鋼彈性元件上，組成惠斯登電橋。當(dāng)彈性元件受力發(fā)生變形時(shí)，電阻條同時(shí)發(fā)生形變，導(dǎo)致其電阻也發(fā)生變化。信號(hào)調(diào)理電路一方面對(duì)電橋供電，使彈性元件受力時(shí)產(chǎn)生電信號(hào)的變化，另一方面對(duì)這變化的微弱電信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、放大、線性調(diào)理和溫度補(bǔ)償，并輸出二者與壓力大小成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再通過(guò)運(yùn)算電路對(duì)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)極性和減除運(yùn)算等一系列處理，從而輸出與兩個(gè)壓力之差成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

采用雙傳感器結(jié)構(gòu)，通過(guò)電路調(diào)理輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。傳感器芯體的輸入電阻：5K，輸出電阻：5K，橋臂電阻：3.5K±0.05K；電路給傳感器供電的最大電流不能超過(guò)1.2mA。調(diào)理電路的方案選擇。采用MCU+PWM方式，該方案的優(yōu)點(diǎn)是成本低，缺點(diǎn)元件多，PCB尺寸大，產(chǎn)品體積無(wú)法小型化；采用采用MCU加專用4-20mA集成電路的優(yōu)點(diǎn)是精度高，器件少，無(wú)需電源設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)是焊接困難，成本高。專用集成電路可以輸出各種電壓值供MCU，以往設(shè)計(jì)采用3.3V，為降低MCU的功耗，采用3V更為合適，這樣可以節(jié)省出更多電流來(lái)激勵(lì)傳感器，提高傳感器的輸出信號(hào)幅度，從而提供采集精度。

三、高靜壓差壓變送器的詳細(xì)設(shè)計(jì)

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)方案是：一種變送器，包括兩個(gè)壓力傳感器、兩個(gè)壓力接口、安裝基座、信號(hào)調(diào)理電路和電纜輸出端，在安裝基座上設(shè)有用來(lái)安裝壓力傳感器的密封安裝槽，所述壓力傳感器的信號(hào)輸出端通過(guò)引線接入信號(hào)調(diào)理電路的信號(hào)輸入端，信號(hào)調(diào)理電路的輸出端接入電纜輸出端。

作為優(yōu)選方案，所述壓差變送器采用的是兩個(gè)獨(dú)立的擴(kuò)散硅壓力傳感器或者濺射薄膜壓力傳感器，能分別精確測(cè)量?jī)蓚€(gè)大量程壓力，同時(shí)又能通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算調(diào)理，真實(shí)可靠地測(cè)量?jī)蓚€(gè)壓力的差值大小。

作為優(yōu)選方案，所述兩個(gè)壓力接口為并列設(shè)置的兩個(gè)垂直壓力通道。為了進(jìn)一步節(jié)省了空間，可將上述兩個(gè)垂直壓力通道的其中之一改成橫向壓力通路，即所述兩個(gè)壓力接口為一個(gè)橫向壓力通路和一個(gè)垂直壓力通道。

采用上述技術(shù)方案制作的變送器結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，整體體積小，實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩路大量程壓力和二者壓差的安全準(zhǔn)確測(cè)量，且具有溫度測(cè)量和對(duì)壓力傳感器的溫度補(bǔ)償功能。所述變送器的測(cè)量量程在0~60MPa間任選，產(chǎn)品精度一般為0.2%。本文源自澤天傳感，版權(quán)所有，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處，完整的詳細(xì)方案敬請(qǐng)聯(lián)系我們。