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壓力變送器根據不同的標準可以分為很多種類別。按照輸出型別可分為電壓輸出變送器和)電流輸出型變送器,按照能源不同,變送器分為氣動變送器和電動變送器兩種,按照感測器型別可分電容式,擴散矽和陶瓷式壓力變送器,按照測量型別又分為絕壓變送器,表壓變送器和差壓變送器。模擬式變送器和槓桿式變送器是不同標準下的變送器類別,可分別作以區分。
模擬式變送器
常見的模擬式變送器有美國羅斯蒙特公司研製的1151模擬變送器,其主要由測量部分和轉換電路兩大部分組成,其組成原理如圖8-2所示。
圖中:△P,P為差壓,壓力;△C為差動電容;E為電源,I0為電流;RL為負載電阻。
這種結構對測量膜片具有較好的過載保護能力,當被測差壓過大時,測量膜片貼近一側的凹形球面上,不會因產生過大位移而損壞膜片。過載消除後,測量膜片恢復正常位置,灌充液除過用作傳遞壓力外,它的粘度特徵性對沖擊力具有一定緩衝作用,可消除被測介質的高頻脈動壓差對變送器輸出準確度的影響。
槓桿式變送器
槓桿式變送器是一種典型的自平衡檢測儀表,它利用負反饋的工作原理克服元件材料、交工工藝等不利因素的影響,使儀表具有較高的測量精度(一般為0.5級)、工作穩定可靠、線性好、不靈敏區小等優點。下面以DDZ-Ⅲ型電動力矩平衡壓力變送器為例以介紹。該變送器是按力矩平衡原理工作的。根據主、副槓桿的平衡條件可以推匯出被測壓力P與輸出訊號I0的關係。
集中力F i作用在主槓桿3的下端,使主槓桿以軸封膜片2為支點偏轉,並將集中力F i轉換成對向量機構4的作用力F1,向量機構以量程調整螺釘5為軸,將水平向右的力F1分解成連桿6向上的力F2和矢顯角方向的力F3(消耗在支點上)。分力F2使副槓桿7以O2為支點逆時針轉動,使與副槓桿剛性連線的檢測片(銜鐵))8靠近差動變壓器9,從而改變差動變壓器原、副邊繞組的磁禍合,使差動變壓器副邊繞組輸出電壓改變,經檢測放大器11放大後轉變成直流電流I0,此電流流過反饋動圈10時,產生電磁反饋力Ff施加於副槓桿的下端.使副槓桿以O2為支點順時針轉動。當反饋力矩與在F2作用下副槓桿的驅動力矩互相平衡時,檢測放大器有一個確定的對應輸出電流I0,它與被測壓力P成正比。
主槓桿平衡時有
當變送器的結構及電磁特性確定後,K為一常數。式(2-2-14)說明當向量機構的角度θ確定後,變送器的輸出電流I0與輸人壓力P成對應關係。
如圖2-2-10所示,調節量程調整螺釘5,可改變向量機構的夾角θ,從而能連續改變兩槓杆間的傳動比,也就是能調整變送器的量程。通常,向量角θ可以在4°一15°之間調整,tanθ變化約4倍,因而相應的量程也可以改變4倍。調節彈簧12的張力,可起到調整零點的作用。
如果將以上壓力變送器的測壓彈性元件稍加改變,就可以用來連續測量差壓或絕對壓力,圖2-2-11是DDZ一Ⅲ型電動力矩平衡差壓變送器的結構示意圖,其工作原理與DDZ-Ⅲ型電動力矩平衡壓力變送器基本上是一樣的。這裡不在複述。
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根據題意談談它們的差別,這就要說到20世紀70年代的變送器儀表,誕生了電容式變送器、彈弦式變送器和擴散矽式變送器等一些智慧變送器,跟槓桿式變送器比那麼優勢更顯著。
首先就是結構方面,體積小且質量輕,採用的是微位移檢測和轉換技術。而槓桿式的變送器確保足夠的測量力矩和反饋力矩還要槓桿、支點軸封膜片及較大反饋機構,因此結構方面較複雜不便今後維護。
其次就是測量精度方面,一想便知肯定模擬式變送器精度高於槓桿式變送器精度毋庸置疑。而模擬式變送器精度能夠做到0.25級且穩定性也好,而槓桿式最好也只能達到0.5級,因此在精度方面上升不止一個臺階。而槓桿式變送器在穩定性方面差些由於它的機械部件多,存在彎曲疲勞和熱膨脹等因素。
最後關心的肯定就是測量範圍,模擬式變送器的測量範圍寬且在靜壓下誤差小。我們使用變送器經常就是零點和量程調整,因此它的調整方便操作簡潔。在連線方面採用二線制且統一標準訊號輸出,不僅在故障判斷和維護方面帶來便利同時也在防爆方面效果凸顯。