單晶硅差壓變送器工作原理
單晶硅差壓變送器是20世紀80年代研制開(kāi)發(fā)的新型差壓變送器,它利用單晶硅諧振傳感器,采用微電子表面加工技術(shù),除了保證±0.2%的測量精度外,還可實(shí)現抵制靜壓、溫飄對其影響.由于配備了低噪聲調制解調器和開(kāi)放式通訊協(xié)議,目前的電容式差壓變送器可實(shí)現數字無(wú)損耗信號傳輸.
1.結構及工作原理
壓力變送器主要有檢測部分和信號轉換及放大處理部分組成.
檢測部分由檢測膜片和兩側固定弧形板組成,檢測膜片在壓差的作用下可軸向移動(dòng),形成可移動(dòng)電容極板,并和固定弧形板組成兩個(gè)可變電容器C1和C2,結構及電氣原理可見(jiàn)圖6-11.
檢測前,高、低壓室壓力平衡,P1 =P2；按結構要求,組成兩可變電容的固定弧形極板和檢測膜片對稱(chēng),極間距相等,C1 =C2.
當被測壓力P1和P2分別由導入管進(jìn)入高、低壓室時(shí),由于P1 >P2隔離膜片中心將發(fā)生位移,壓迫電解質(zhì)使高壓側容積變小.當電解質(zhì)為不可壓縮體時(shí),其容積變化量將引起檢測膜片中心向低壓側位移,此位移量和隔離膜片中心位移量相等.根據電工學(xué),當組成電容的兩極板極間距發(fā)生變化時(shí),其電容量也將發(fā)生變化,即從C1=C2變?yōu)镃1≠C2.
由電氣原理圖可知,未發(fā)生位移時(shí),I1=I2=0；ι1+ι2=ιc；發(fā)生位移后,由于相對極間距發(fā)生變化,各極板上的積聚電荷量也發(fā)生變化,形成電荷位移,此時(shí)反映出I1≠ I2,兩者之間將產(chǎn)生電流差,若檢測出其值大小以及和壓差的關(guān)系,即可求取流量.
單晶硅壓力變送器廠(chǎng)家
2.變送電流與壓差的關(guān)系 '
設：未發(fā)生位移時(shí),按電容定義：
式中 K——比例常數；
ε——介電常數；
S——弧形板決對面積；
d0-——弧形板和可動(dòng)極板之間相對平均距離.
當發(fā)生位移Δd后,仍按電容定義有：?jiǎn)尉Ч璨顗鹤兯推鲀r(jià)格
由圖6-11可看出,在電動(dòng)勢為e,角頻率為ω的高頻電源驅動(dòng)下,其充放電流差為：
將C1和C2定義表達式帶入上式,有：
由推導結果可以得出,電流差和可動(dòng)極板(檢測膜片)中心位移成正比,由于此位移和被測壓差成正比,所以電流差與被測壓差以及流量均成正比.
3.電容式差壓變送器的特點(diǎn) 單晶壓力變送器分析方法
電容式差壓變送器全由密封測量元件組成,可消除機械傳動(dòng)所造成的瞬時(shí)沖擊和機械振動(dòng).另外高、低壓測量室按防爆要求整體鑄造而成,大大抑制了外應力、扭矩以及靜壓對測量準確度的影響. 壓力變送器市場(chǎng)應用
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