壓力變送器是工業(yè)自動化專業(yè)人員和工程師熟悉的設(shè)備。今天，我們將帶您深入了解壓力變送器。

1.什么是壓力變送器？

壓力變送器作為一種輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號的壓力傳感器，是一種接收壓力變量并按比例將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號的儀器。它可以將稱重傳感器感應(yīng)到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(如4 ~ 20mADC等)。)，可提供給指示器報警器、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測量、指示和過程調(diào)整。

二.壓力變送器的分類

壓力變送器根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。

根據(jù)原理可分為:

電容式壓力變送器、電阻式壓力變送器、感應(yīng)式壓力變送器、半導(dǎo)體壓力變送器、高頻測量用壓電壓力變送器等。，其中最常用的是電阻式壓力變送器。

按壓敏元件可分為金屬型、陶瓷型、擴(kuò)散硅、單晶硅、藍(lán)寶石、濺射薄膜等。

其中:

金屬壓力變送器精度差，但受溫度影響小，適用于溫度范圍寬、精度要求低的領(lǐng)域。

陶瓷壓力傳感器精度較好，但受溫度影響較大。陶瓷還具有耐沖擊、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，可用于響應(yīng)領(lǐng)域；

擴(kuò)散硅壓力傳遞精度高，溫漂大，一般需要溫度補(bǔ)償才能使用。而且即使經(jīng)過溫度補(bǔ)償，125℃以上的壓力也無法測量。但在常溫下，擴(kuò)散硅的敏感系數(shù)是陶瓷的5倍，所以一般用于高精度測量領(lǐng)域；

單晶硅壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中精度最高的傳感器，是擴(kuò)散硅的升級版，當(dāng)然價格也是升級版。目前，日本橫河是單晶硅壓機(jī)領(lǐng)域的代表。

藍(lán)寶石壓力變送器對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下也具有良好的工作特性；藍(lán)寶石抗輻射能力強(qiáng)；沒有p-n漂移；它能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，整體性價比高；

濺射薄膜壓力變送器不含任何粘合劑，比粘合劑應(yīng)變儀傳感器顯示出更高的長期穩(wěn)定性和可靠性，受溫度影響小:當(dāng)溫度變化100℃時，零點(diǎn)漂移僅為0.5%。其溫度性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于擴(kuò)散硅壓力傳感器。此外，可直接與一般腐蝕性介質(zhì)接觸。

3.壓力變送器原理

不同類型的壓力變送器原理上是不同的。

壓力變送器

當(dāng)壓力直接作用在測量膜片表面時，膜片發(fā)生輕微變形。測量膜片上的高精度電路將微小變形轉(zhuǎn)換成與壓力成正比，也與激勵電壓成正比的高度線性的電壓信號，然后用專用芯片將這個電壓信號轉(zhuǎn)換成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號或1-5V電壓信號。

擴(kuò)散硅壓力變送器

被測介質(zhì)壓力直接作用在傳感器的膜片(一般為316L膜片)上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，改變傳感器的電阻值。惠斯通電路用于檢測這種變化，并轉(zhuǎn)換和輸出對應(yīng)于該壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。

單晶硅壓力變送器

壓阻式壓力傳感器是由單晶硅的壓阻效應(yīng)形成的。單晶硅被用作彈性元件。當(dāng)壓力變化時，單晶硅發(fā)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在其上的應(yīng)變電阻與測得的壓力成正比變化，然后橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號。

陶瓷壓力變送器

壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，造成膜片輕微變形。厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，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)生與壓力和激勵電壓成比例的高度線性的電壓信號。一般用于空壓機(jī)的壓力測量，多采用陶瓷。

應(yīng)變計壓力變送器

金屬電阻應(yīng)變計和半導(dǎo)體應(yīng)變計廣泛應(yīng)用于應(yīng)變計壓力變送器。金屬電阻應(yīng)變片是一種敏感器件，它能將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)化為電信號。線應(yīng)變儀和金屬箔應(yīng)變儀兩種。

通常，應(yīng)變儀通過特殊的粘合劑與具有機(jī)械應(yīng)變的基體緊密結(jié)合。當(dāng)基體受力時應(yīng)力發(fā)生變化，電阻應(yīng)變片也會變形，從而改變應(yīng)變片的電阻，從而改變施加在電阻上的電壓。目前市場上很少有應(yīng)變式壓力變送器。

藍(lán)寶石壓力變送器

藍(lán)寶石壓力變送器采用應(yīng)變電阻工作原理，采用高精度硅藍(lán)寶石敏感元件，通過專用放大電路將壓力信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號。

濺射薄膜壓力變送器

濺射壓力傳感器采用微電子技術(shù)制造，在彈性不銹鋼膜片表面形成牢固穩(wěn)定的惠斯通電橋。當(dāng)被測介質(zhì)的壓力作用在彈性不銹鋼膜片上時，另一側(cè)的惠斯頓電橋產(chǎn)生與壓力成正比的電輸出信號。濺射薄膜由于其良好的抗沖擊性能，經(jīng)常用于壓力沖擊頻繁的地方，如液壓設(shè)備。

四.壓力變送器的選擇

選擇壓力變送器時應(yīng)注意的幾點(diǎn):

1.變送器壓力范圍值的選擇

首先，確定系統(tǒng)中測量壓力的最大值。一般來說，需要選擇壓力范圍比最大值大1.5倍左右的變送器，或者讓正常壓力范圍落在壓力變送器正常范圍的1/3~2/3處。

2.什么樣的壓力介質(zhì)

粘性液體和泥漿會堵塞壓力界面。溶劑或腐蝕性物質(zhì)會損壞變送器中與這些介質(zhì)直接接觸的材料嗎？

通用壓力變送器的介質(zhì)接觸部分的材料為316不銹鋼。如果介質(zhì)對316不銹鋼沒有腐蝕性，那么基本上所有的壓力變送器都適合測量介質(zhì)壓力；

如果介質(zhì)對316不銹鋼有腐蝕性，應(yīng)采用化學(xué)密封和間接測量。如果選擇填充硅油的毛細(xì)管進(jìn)行壓力傳導(dǎo)，可以防止壓力變送器的腐蝕，延長壓力變送器的使用壽命。

3.變送器要求的精度

精度由非線性、遲滯、不可重復(fù)性、溫度、零失調(diào)量程和溫度決定。精度越高，價格越高。一般選用擴(kuò)散硅壓力變送器，精度為0.5和0.25，選用電容式或單晶硅壓力變送器，精度為0.1甚至0.075。

4.變送器的過程連接

通常，壓力變送器安裝在管道或儲罐上，當(dāng)然，也有少量壓力變送器與流量計一起安裝和使用。壓力變送器的安裝通常有三種類型:螺紋、法蘭和夾具。因此，在選擇壓力變送器之前，應(yīng)考慮工藝連接。如果是螺紋的，需要確定螺紋規(guī)格。如果是法蘭，需要考慮公稱法蘭規(guī)格。

動詞 （verb的縮寫）壓力變送器行業(yè)現(xiàn)狀

世界上從事傳感器研究和生產(chǎn)的國家約有40個，其中美國、日本和德國是傳感器產(chǎn)量最大的地區(qū)，占世界傳感器市場的50%以上。

如今，中國的壓力變送器市場是一個市場集中度很高的成熟市場，但以美國艾默生電氣公司、日本橫河電氣公司、德國西門子等為代表的國外品牌產(chǎn)品。，占據(jù)70%左右的市場份額，在大中型工程項(xiàng)目中有絕對優(yōu)勢。

這是因?yàn)槲覀冊缒瓴扇　耙允袌鰮Q技術(shù)”戰(zhàn)略的后遺癥，對我們國企打擊很大，一度不景氣。然而，與此同時，以中國民營企業(yè)為代表的一些制造商悄然出現(xiàn)并發(fā)展起來。中國未來的壓力變送器市場充滿了許多新的未知因素。

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