新疆维吾尔自治区拜城县质量与计量检测所 新疆 拜城 842300
【摘要】压力变送器具有很多优点，以结构简单和稳定性能高为主要的特点，另外还有精确度高以及使用寿命长等优势，逐渐在我国的工业生产中得到了广泛的应用。随着压力变送器的广泛应用，各种不同类型的变送器也接连产生，对于变送器的选择工作也成为了我们需要注意的主要问题。本文通过对压力变送器的工作原理进行深入的分析，提出选择的建议，供使用部门进行参考。
【关键词】压力变送器；选型问题；注意事项；工作原理
一、前言
在工业生产产业中，压力变送器是最普通的一种用来测量压力的仪器，在食品及医药产业也有应用。在生产中，压力变送器的主要作用便是对流体的压力及压差进行有效的测量，为生产提供可靠的测量方案以及指导生产依据。本文对选型问题进行研究，结果报告如下。
二、压力变送器的结构
压力变送器的结构由几个主要部件组成，主要包括显示部分的表头及表壳、测压力用的元件感受器、模块电路等。在工作的过程中，能够将感受到的压力差转换成电信号，再通过特定的形式传达出来，使人们获得需要的信息，达到压力变送器的使用目的。
三、工作原理
在集成硅压力敏感元件的两端可以接受流程的压力以及压力的参考标准压力。集成硅片在受到一定的压力作用之后，会产生变形，并且硅片的形变量可以很小。这样一来，在外部的不断变化的电流的作用下，硅片上安制的半导体技术材料，也就是动态惠斯登电桥就能够输出一定的压力值，并且会与外部电流驱动下输出的mv电压信号成正比。硅具有很大的强度，在进行信号输出的工作中，具有很高的线性度以及变差指标。在电压与电压信号的转换过程中，能够发挥出很稳定的放大功能，并且不会有很大的偏差。信号经过放大之后，可以转变成相应的电流形式的信号，然后经过一系列的校正工作，，使电流信号更加接近实际情况，更加标准。
四、压力变送器的类型
就现阶段压力变送器的类型来说主要有四种，分别是:电容式、扩散硅、陶瓷式以及应变片式。4种之间没有好坏之分，只是各自有各自的特点，不同情况需要选择不同的类型。
1.电容式变送器
电容式压力变送器的主要工作原理为测量膜片的表面直接感受压力的作用，这样膜片的压力的作用之下，就一定会发生相应的形变量，并且幅度十分微小。在测量膜片上有一种精确度十分高的材料来进行压力的转换。在这种类型的装置中，必须有特殊的芯片来将收到的电信号转变成4-20毫安的工业使用的标准电流以及标志性信号。测量片的制作也是十分有说法的，一定要采用特定的芯片，而且必须是两线制形式的，可以为施工现场的接线工作提供方便。
2.扩散硅变送器
扩散硅变送器的膜片要应用不锈钢或者陶瓷材料来制作，当要测量的物质接触到传感器的膜片的时候，膜片的位置会发生幅度不大的变化，但就是这微小的变化，改变了传感器的电阻值，达到了测量的目的。在最后的信号转换过程中，还要进行适当的调整，保证信号传导的正确性。
3.陶瓷型压力变送器
陶瓷性压力变送器在测量的时候，压力与陶瓷发生直接关系，陶瓷发生形变量，完成压力的测量工作。这样的陶瓷材质的压力变送器若想发挥出理想的功能 就一定要在陶瓷膜片的后背部分安装特殊的厚膜电子印刷，这样一来，各个部分之间相互作用就可以产生闭路形式的的惠斯通电桥在这样的结构中，在压敏电阻的作用之下，就会形成合适观测的电压信号，这个电压信号具有高线性，并且与激励电压成正比。
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4.应变片式的变送器
应变片式的压力变送器也是十分敏感的电信号器件，能够使被测物件所受的压力通过一定的应变变化转化为电信号在进行传递发出信号的。电阻应变片式是应变片式变送器中的十分重要的元件，有金属和半导体两种主要的类型组成，并且各自发挥着不同的作用。就金属电阻应变片来说，还可以继续分类，有丝状应变片以及金属箔状应变片两种主要形式，但是测定原理还是与形变量有直接的联系。在实际的工作过程中，应变片是利用十分特殊的粘合剂进行粘合连接的，粘合的力量十分牢固，在受力之后一般都会发生该有的形变量，电阻片也会随之发生形变，电阻的值就发生了变化，这样电压也会发生改变。
五、压力变送器的选择方案
前文提到压力变送器有很多种类，每个种类的压力变送器都有其自身特点，所有在选择的时候要根据用途以及实际情况来做决定。在实际的选择过程中，有几项问题是十分需要注意的，包括压力变送器的精确度、测量范围、输出的信号形式、所需要的介质温度以及防爆安全性能登等。
1.精确度问题
所有的测量仪器所测出的数值跟实际的数值都会存在不同程度的偏差，误差是不可避免的，但是误差是可以无限缩小的。在对压力变送器进行选择的时候，一定要注意变送器的精确度，选择精确度适宜的压力变送器对于提高测量的准确度具有十分重要的意义。
2.测量范围
对于我们常用到的压力变送器而言，都有不同的测量范围，在尽心实际选择的时候，一定要注意测量的范围。一般来讲，首先应该预估实际的压力值，在根据预估值来确定选用的变送器的测量范围，大概使变送器的测量范围与实际值得比值接近10／7，这样测出来的结果更加准确。
3.对介质的要求
对于测量的介质而言，也是各自有各自的要求。当我们在测量流体并且流体属于清洁性的，不具有污染性的时候，我们可以采用直接测量的形式，选取一般普通的压力变送器就行，可以达到预期的效果。但是如果测量的物体的固体或流动性不强的糊状粘稠物质时，就需要选用为外用的膜片形式了，为了避免测量的物体对测量的孔隙造成严重的堵塞作用，可以联合化学密封一起使用。此外，若想测量的数值接近实际情况，对于介质的温度也是有要求的。在实际的工作过程中，压力变送器所需要传递的信号是需要导线来完成的，所以导线的温度需要有一定的保证，具体数值应该是零下30度到零上100摄氏度之间。无论温度过高还是过低，都要进行处理，温度高应用冷凝弯来处理，这样既能保证测量的准确度，还能延长原来变送器的使用寿命。
4.信号的输出问题
压力变送器的信号采集要求不同，自然市面上就会出现很多种类的信号形式，给人们的选择带来了难度。目前，在变送器市面上经常见到的变送器信号种类主要有4~20毫安,0~20毫安,0~10伏特，1~5伏特等几种类型，而在实际的应用中，以第一种为主要的类型。并且在以上的类型里，两线制的变送器信号只有4~20毫安的符合标准，其他的都是三线制的。
6.安全性能的选择
为了保证测量的准确性，在选择变送器的时候，一定要严格考虑以上几点。但是在考虑压力变送器的精准程度的时候，也不能忽略了仪器的使用安全。压力变送器在使用的过程中出现过爆炸的问题，所以在选择的时候，也要注意防爆性能，对周围场所及人员进行全面的保护。
六、结束语
在众多的测量仪器中，只有压力变送器是在所有的行业均得到了全面的应用，是应用最广泛的测量仪器之一。在测量物质压力的时候，压力变送器更加是不二的选择，不仅能够有效的测量实际压力数值，还能够对有用的信号适当的放大，达到预期的效果。根据前文叙述，在选用压力变送器的时候要注意精确度问题、测量范围以及介质和安全等几个主要的问题，全面把握压力变送器的选择质量，提高工作的效率。
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论文作者:买合木提·库尔班
论文发表刊物:《科技中国》2016年5期
论文发表时间:2016/7/26
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