智能压力变送器
接液面积大，极易清洗
·过载能力强，耐磨损
·无过程填充液，安全卫生
·抗腐蚀能力强，可靠性高

智能齐平膜压力变送器选用德国高性能陶瓷电容传感器，适用于测量粘稠，易结晶介质。直接接触介质，耐高温，方便反复清洗，延长变送器使用寿命。广泛应用于石油、化工、医药、食品等行业

智能压力变送器

*节　　工作原理

1、工作原理

本节叙述压力/差压变送器的基本工作原理，图1所示的方块图是电容压力/变压变送器的工作原理。  

1.1“δ”室传感器（敏感元件）

变送器的核心是一个电容式压力传感 器，称为“δ”室（见图2）。传感器是一个*密封的组件，流程压力通过隔离膜片和灌充液传递到传感膜片引起位移。传感膜片和两电容极之间的差动电容由电子部件转换成二线制4-20mA DC信号。

这种转换是基于下述公式：

• P=K₁

式中：P为被测压力　

K₁为常数　

C₁为高压侧极板和传感膜片之间的电容

      C₂为低压侧极板和传感膜片之间的电容

• fV_P-P=

式中: 为恒定的电流值　　

V_P-P为振荡电压的峰---峰值　　

f为振荡频率

• Idiff= fV_P-P（C₁-C₂）

式中：Idiff为流过C₁C₂的电流差

• Isig=K₂* Idiff

式中：Isig输出信号电流　　

K₂为常数

因此得：Isig＝K₂      

    =常数*P

流程压力通过隔离膜片和灌充液传递到δ室中心的传感膜片，基准压力以同样的方式传递到传感膜片的另一侧，传感膜片的位移与差压成正比。传感膜片的位置由其两侧的电容极板来测定。传感膜片和两极板间的电容量均大约是150PF。传感器由一个振荡器驱动（其频率大约是32kHZ，振幅大约是V_P-P≈30V），然后通过解调器整流的。

1.2解调器和振荡器

解调器由V1~V8二极管桥路组成，其作用是对振荡器交流信号进行整流。二极管桥路和量程温度补偿热敏电阻放在传感器组件内，该热敏电阻的补偿作用是由安装在电气盒中的电阻来控制的。振荡器由电子元件及振荡变压器组成。其振荡频率取决于传感器的测量电容和振荡变压器的绕组电感量。传感器的测量电容随压力发生变化，因此其振荡频率也随着发生微小的变化（大约为32kHz左右）。

1.3 A/D转换

A/D转换电路采用16位低功耗集成电路。将解调器输出的模拟信号转换成数字信号，提供给微处理器作为输入信号。

1.4 微处理器

变送器的微处理器控制A/D和D/A转换工作，也能完成自诊断及实现数字通讯。工作时，一个数字压力值被处理器所处理，并作为数字存储，以确保精密的修正和工程单位的转换。此外，微处理器也能完成传感器的线性化、量程比、阻尼时间及其它功能设定。

1.5 EEPROM存储器

EEPROM存储所有的组态，特性化及数字微调的参数，存储器为非易失性，因此即使断电，

存储的数据仍能完好保持，以随时实现智能通讯。

1.6 D/A转换

D/A转换将微处理器送来的经过校正的数字信号转换成4~20mA模拟信号并输出给回路。

1.7 数字通讯

通过一台通讯器，对智能电容压力/差压变送器进行测试和组态。或通过任意支持HART通讯协议的上位系统主机完成通讯。HART协议使用工业标准的BELL202频率相移键控（FSK）技术，以1200Hz或2200Hz的数字信号叠加在4~20mA的信号上实现通讯，通讯时，频率信号对4~20mA的过程不产生任何干扰。

2、快速采样计算的滤波方法

电容传感器要求用交流电流去激励出一个电容信号，交流电流由一个32kHz频率的振荡器产生。这一32kHz的交流信号经过传感器中的测量电容耦合至地。因为这种耦合方式，会使负载上可能出现一个附加电压，其大小取决于所选择的接地方式（见图3）。

附加电压对计算机产生的影响，该计算机采样时间为100毫秒，信号电压为2-10V。

在负载上出现的这个交流附加电压是一种高频噪音信号，对大多数仪表是没有影响的。但是当计算机采样周期较短时，如按图1-3D的电路接线，则计算机会检测到一个较大的噪音信号，为了滤除这一噪音信号，必须在负载两端跨接一个1μF大电容或一个32kHz频率的LC滤波器。计算机的连接和接地方法如图1-3a~1-3c所示时，噪音电压的影响不明显，所以不需加滤波器。

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