智能壓力變送器的原理與特點（二）

      自20世紀90年代以來，隨著現場總線技術的迅速崛起，工業過程控制系統逐漸向具有雙向通訊和具有智能儀表控制的FCS(現場總線控制系統)方向發展，從而產生了智能壓力變送器。目前，智能型變送器已成為主力軍，經過這么多年的發展，已達到精度、可靠性、小型化，并具有完善的自診斷和通訊功能。隨著科學技術的發展，壓力變送器已經廣泛應用于工業自動控制、航空航天、石油化工、等各個行業。本文介紹了智能壓力變送器的發展歷程和智能壓力變送器的產生背景，并說明了智能壓力變送器的組成和工作原理及其特點。

　　智能壓力變信號變送器是工業生產過程中的重要檢測設備，變送器是將非標準電信號轉換為標準電信號的儀器，廣泛應用于工業過程中壓力、壓差、流量、液位等工藝參數的檢測，是工業自動化控制的基本數據來源，也是重要的數據來源之一。其工作原理就是當傳感器的輸出為規定的標準信號時，則稱為變送器。變送器是基于負反饋原理工作的，它主要由測量部分、放大器和反饋部分組成。測量部分用于檢測被測變量，并將其轉換成能被放大器接受的輸入信號 (電壓、電流、位移、作用力或力矩等信號)。反饋部分則把變送器的輸出信號轉換成反饋信號，再回送輸入端。與調高信號的代數和同反饋信號進行比較高，其差值送入放大器進行放大，并轉換成標準輸出。

      送器的工作原理及特點

　   一、工作原理

　　智能壓力變送器是一種能感受壓力,并在保持與原來壓力信號嚴格對應關系的基礎上轉換為標準信號,進行放大、輸出或能夠以通訊協議方式為二次儀表提供顯示、記錄、調節、測量、通訊等信號的設備。

　　智能壓力變送器由智能傳感器和智能電子板兩部分組成，智能傳感器部分包括：電容式傳感器、測量膜片檢測電路、溫度傳感器和溫度補償電路等組成；智能電子板板部分包括：微電腦控制器及外圍電路組成，完成壓力信號到4～20mA dc 的轉換。用于測量液體、氣體或蒸汽的壓力，然后將壓力信號轉變成4～20mA DC信號輸出。生產的SK1151/3351GP智能壓力變送器可與HART手操器相互通訊，通過它進行設定，調整壓力范圍，監控或與上位機組成現場監控系統，它廣泛應用于工業管道中弱腐蝕性液體、氣體、蒸汽的測量和控制系統。

　　二、工作特點

　　當前的智能變送器一般都是既有數字信號又有模擬信號的混合式智能變送器，與DCS的通訊是以傳遞4～20mA模擬信號為主，然后在其上面疊加數字信號用來遠程設定特點、量程以及對變送器的校驗、組態和診斷等。它只是為和現有DCS兼容而設計的，是真正意義上的全數字式智能變送器（如現場總線型智能變送器）的過渡產品。與常規模擬變送器相比，智能變送器在應用中具有以下特點：

　　1、量程范圍寬，量程比大

　　智能變送器一般都具有寬廣的量程范圍，量程比大，從30：1到100：1，有的甚高達到400：1。變送器的量程比是指測量范圍（URV）與很小測量范圍（LRV）之比。智能變送器量程與常規模擬變送器相比，的好處就是可以減少庫存量，同時可根據工藝要求，在不更換表的情況下改量程，而不用顧忌量程限。

　　2、維護簡單方便

　　用手持通信器與智能變送器通信可選在現場變送器接線端子處或主控室控制柜內的接線端子處。這樣儀表檢修人員可在相對較高安全、周圍環境較高好的控制室來對變送器進行量程修改、參數設置、儀表維護等工作。

　　3、具有高低壓側轉換功能

　　智能變送器一般有傳感器高低壓側轉換的功能，用手持通訊器調整內部參數即可。智能變送器有高低壓側轉換功能，把表內的參數“D45：H/L SWAP”項由ROMAL（右側高壓，左側低壓）改為REVERSE（右側低壓，左側高壓），重新組態后表一切正常，很省時省力。

　　4、智能變送器的固定輸出功能

　　這項功能在下列情況下使用起來比較高方便：當變送器出現故障時，為保證生產設備和人身安全，或為保證產品質量需要變送器輸出在一個固定值上。

   　5、常用智能壓力變送器

　　壓力變送器是化工自動控制中使用更多的測量儀表之一。在現代化連續生產過程中，變送器的可靠性將會影響生產工藝過程。根據羅斯蒙公司介紹：3051系列變送器是目前以上的變送器，精度為0.075％，量程比為100：1，穩定性：0.1％年、0.25％五年。到目前為止，沒有一種變送器能全面達到這樣好的指標

　智能變送器在工作中具備以下優點：

　　1、好的穩定性變送器的測量會隨著環境溫度、過程溫度、靜壓的變化而發生漂移，如果在一些微小的壓力、差壓測量場合，這個漂移很可能是比較高嚴重的，會存在一個很大的誤差。但3051變送器由于具有的傳感器結構，摩托羅拉專用芯片的電子制造工藝，使得這種漂移降到很低的程序，很好地解決了漂移的問題。3051變送器在不同的工作條件下，能得到相對正確的測量。從而維護了生產的穩定，保證了工藝的一致性。2靈活性3051變送器具有100：1的量程比。給設計、使用帶了很大的方便。100：1的量程比大大減少了工程中所用變送器的型號，同時100：1量程比也大大減少了備品備件，減少了庫存，減少了資源的積壓。3完整的產品系列化工生產的過程是比較高復雜的，對變送器也有各種各樣的要求， 3051系列變送器是目前系列全的變送器，各種測量范圍的壓力，差壓，高壓變送器，各種材質，各種連接法蘭的要求都可以從3051系列變送器里找到。

　　2、智能壓力變送器在液位測量領域的擴展應用

　　應用智能壓力變送器來測量液位有其到之處，對于由于溫度變化而造成的液位偏差，我們可以根據密度與溫度之間的對應關系，通過對溫度的補償運算來間接的換算出密度，進而算出液柱的高度，而這些在控制軟件中不難實現，特別是智能變送器本身自帶溫度補償功能。如此以來，可以使壓力變送器的應用擴展到油位，藥液等敞口容器液位的測量。

　　3、在安裝形式上對壓力變送器的傳感器和轉換器分離布置后，還可以應用于深井，污水池等容器的水位測量，應用前景良好。

結束語

       以上介紹了智能式壓力變送器的基本原理和其特點,并列舉了一些在生活實際中的創新應用實例。從這些實例中我們可窺見智能式壓力變送器無限的應用前景。智能式壓力變送器在科學技術領域、工農業生產以及日常生活中發揮著越來越重要的作用。人類社會對自動化儀表提出的要求越來越是其發展的強大動力,突飛猛進現代科學技術的則為其提供了堅強的后盾,我們相信在不懈地探索中, 智能式壓力變送器的應用定會有新的飛躍。（智能壓力傳感器）