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電容式智能差壓變送器工作原理[文章發布時間: 2014-06-03 14:26:06發布]

DP系列智能變送器由傳感器和電子線路板兩部分組成,傳感器部分包括:敏感元件、直接數字電容電路、溫度傳感器和特征化EEPROM等組成;電子線路板部分包括:微處理器、數/模信號轉換器、數字通信和存儲器EEPROM等幾部分組成,完成壓力信號到4~20mADC的轉換。以下對其原理進行簡單的說明:

                

(1) 傳感器部分
    
敏感元件:介質壓力通過隔離膜片和灌充油傳遞到﹠室中心的測量膜片,該測量膜片是一張緊的彈性元件,用于檢測在測量膜片上的差壓。測量膜片的位移與差壓成正比,最大位移0.004inch(0.10mm)。測量膜片的位置由它兩側的電容固定極板通過直接數字電容電路檢測出來。

直接數字電容電路:該電路是用來將敏感元件所承受的壓力轉換成頻率信號,并使該頻率信號與壓力信號成比例關系,供CPU采樣使用。

溫度傳感器:用來測量壓力傳感器的工作介質溫度,并將其轉換為數字信號,供微處理器進行數字溫度補償。

特征化EEPROM: 保存變送器溫度補償、傳感器特征化曲線及特征數據和數字微調數據等。即使關閉了電源,數據仍能完整地保存在存儲器中。EEPROM總存貯容量512字節。

                            

(2)電子線路板部分
 
微處理器:微處理器控制變送器的運行,對壓力敏感元件通過直接數字電容電路和溫度傳感器對其工作壓力和工作介質溫度進行檢測。微處理器利用傳感器特征化EEPROM中的數據進行線性化處理和補償運算,計算出工作介質的壓力值,并送往數/模轉換器和HART 通信部分。從而在原理上實現電子板與傳感器的互換而不會影響變送器的輸出特征。除此之外微處理器還進行傳遞函數的運算、工程單位及量程的轉換、阻尼調整及自診斷等功能。

存儲器EEPROM:保存著通過遠程、本地調整所能修改的所有組態數據。即使關閉了電源,仍能完整地保存存儲器中的數據。EEPROM總存貯容量512字節。
數/模轉換器:數/模轉換器把微處理器修正后的壓力數字信號按輸出形式轉換為4~20mA模擬信號送往輸出回路。

HART通信:數字通信電路在變送器和HT380手操器或控制系統之間提供接口。這個電路檢測疊加在4~20mA回路上的FSK(頻移鍵控)信號,發送部分以同樣形式將信號疊加在4~20mA回路上。

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