仪表与装置第03章变送器

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1、13.2.差压变送器差压变送器用来将差压、流量、液位等被测参数转换为标准的统一信号，以实现对这些参数的显示、记录或自动控制。膜盒式差压变送器电容式差压变送器扩散硅式差压变送器振弦式差压变送器电感式差压变送器等按照检测元件分类:23.2.1.膜盒式差压变送器工作原理：力矩平衡检测元件——膜盒或膜片杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构膜盒式差压变送器构成△P测量部分Fi杠杆系统△M放大器反馈部分FfIo3DDZ-III型差压变送器检测部分:ΔP→输入力Fi杠杆系统:力的传递和力矩比较，生成位移信号位移检测放大器:位移→

2、输出Io电磁反馈装置:输出→反馈力Ff△P膜盒Fi杠杆系统△M位移检测放大器电磁反馈机构FfIoRETURN4(1)测量部分作用：把被测差压ΔP转换成作用于主杠杆下端的输入力FiA1=A2=AdFi=Ad(P1-P2)=AdΔPFi=A1P1-A2P2因:故:p1p2负压室正压室轴封膜片主杠杆5(2)杠杆系统进行力的传递和力矩比较①主杠杆将Fi转换为F1②矢量机构将F1转换为F2③副杠杆将F2产生的力矩与Ff产生的力矩进行比较，生成位移变化6①主杠杆将Fi转换为F1F1作用于矢量机构上HF1Fil2l17②矢量机构

3、将输入力F1转换为作用于副杠杆上的力F2(a)(b)8③副杠杆进行力矩的比较F2产生的力矩Ff产生的力矩合力矩调零力Fz产生的力矩最终的合力矩9(3)电磁反馈装置作用：把变送器的输出电流I0转换成作用于副杠杆的电磁反馈力FfFf=πBDcWI0设Kf=πBDcW改变反馈动圈的匝数W，可以改变Kf的大小反馈动圈1固定在副杠杆上，且处于永久磁钢2的磁场中，可在其中左右移动。软铁芯3和永久磁钢2组成磁路。软铁芯使环形气隙中形成均匀的辐射磁场，从而使流过反馈动圈的电流方向总是与磁场方向垂直。当变送器的输出电流过反馈动圈时，

4、就会产生电磁反馈力Ff。Ff与变送器输出电流I0之间的关系为：则Ff=KfI0101-3短接、2-4短接W=W1=725匝1-2短接W=W1+W2=2175匝可实现3：1的量程调整W1=725匝，W2=1450匝R11与W1的直流电阻相同11(4)整机特性回放12IomAΔPminΔPmax420ΔP131.变送器的输出电流I0和输入信号ΔP之间呈线性关系2.调整调零弹簧可以使变送器输出电流I0在输入信号范围下限时为4mA。3.改变tgθ或Kf可以调整变送器的量程4.零点和量程要反复调整IomAΔPminΔPmax

5、420ΔP回放143.2.2.电容式差压变送器电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件主要包括测量部件和转换放大电路两部分：差压电容膜盒电容-电流转换电路调零、零迁电路电流放大器反馈电路ΔpΔCIiIf＋＋Iz－Io测量部分转换放大部分15ΔP=0Ci1=Ci2=15pFΔP＞0Ci1的电容量减小Ci2的电容量增大(2)电容式差压变送器测量原理——差动电容测量原理16ΔP=0S1=S2=S0ΔP≠0S1=S0+δS2=S0-δ17相对变化值与被测差压ΔP成线性关系，且与灌充液的介电常数无关183.2.2.电容式差压

6、变送器19框图振荡器解调器线性调整IC1基准电压稳压源IC3功放限流负反馈调零零迁RLIoE－If＋IdIz（│）VcVr差动电容20振荡器–如何振荡？U01为运算放大器Ai的输出电压，作为振荡器的供电电压，因此U01的大小可控制振荡器的输出幅度。振荡器为变压器反馈振荡器LC串联谐振振荡器的等效电路(仅包括3组中的1组)向电容式压力传感器的Ci1和Ci2提供高频电源21电容一电流转换电路将差动电容的相对变化值成比例地转换为差动信号Id，非线性补偿功能差动信号Id=（i2－i1）共模信号Ic=（i2+i1）当共模信号

7、Ic保持不变时，Id与输入差压ΔP之间成比例关系然后，把差动信号Id经电流放大电路放大成4~20mA的输出电流I0；22解调器1.振荡器输出为正半周时（同名端为正）T1(2)→VD6、VD6→C2→Ci2→C17→C11→T1(11)(2)电流i1的路线为:T1(3)→R4→VD7、VD3→C1→Ci1→C17→R6∥R8→T1(10)对通过差动电容Ci1、Ci2的高频电流进行半波整流(1)电流i2的路线为:i1不流经C11，但会引起Ci1上的电压变化23解调器2.振荡器输出为负半周时（同名端为负）(2)电流i1的

8、路线为:(1)电流i2的路线为:i1不流经C11，但会引起Ci2上的电压变化T1（11）→C11→C17→Ci1→C1→VD4、VD8→T1（2）T1（12）→R7∥R9→C17→Ci2→C2→VD1VD5→R3→T1（1）24解调器如果电路时间常数比振荡周期小得多，可以认为Ci1、Ci2两端电压的变化等于振荡器输出高频电压的峰一峰值UPPi1和i2的平均值