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电容式压力变送器的工作原理是什么?有何特点

2015年10月30日 19:58来源:安徽欧诺电气设备有限公司 >>进入该公司展台人气:3365

电容式压力变送器是20世纪80年代研制开发的新型电容式压力变送器,它利用单晶硅谐振传感器,采用微电子表面加工技术,除了保证±0.2%的测量精度外,还可实现抵制静压、温飘对其影响。由于配备了低噪声调制解调器和开放式通讯协议,目前的电容式差压变送器可实现数字无损耗信号传输。 1.结构及工作原理 变送器主要有检测部分和信号转换及放大处理部分组成。 检测部分由检测膜片和两侧固定弧形板组成,检测膜片在压差的作用下可轴向移动,形成可移动电容极板,并和固定弧形板组成两个可变电容器C1和C2,结构及电气原理可见图6-11。 检测前,高、低压室压力平衡,P1 =P2;按结构要求,组成两可变电容的固定弧形极板和检测膜片对称,极间距相等,C1 =C2。 当被测压力P1和P2分别由导入管进入高、低压室时,由于P1 >P2隔离膜片中心将发生位移,压迫电解质使高压侧容积变小。当电解质为不可压缩体时,其容积变化量将引起检测膜片中心向低压侧位移,此位移量和隔离膜片中心位移量相等。根据电工学,当组成电容的两极板极间距发生变化时,其电容量也将发生变化,即从C1=C2变为C1≠C2。 由电气原理图可知,未发生位移时,I1=I2=0;ι1+ι2=ιc;发生位移后,由于相对极间距发生变化,各极板上的积聚电荷量也发生变化,形成电荷位移,此时反映出I1≠ I2,两者之间将产生电流差,若检测出其值大小以及和压差的关系,即可求取流量。 2.变送电流与压差的关系 ' 设:未发生位移时,按电容定义: 式中 K——比例常数; ε——介电常数; S——弧形板面积; d0-——弧形板和可动极板之间相对平均距离。 当发生位移Δd后,仍按电容定义有: 由图6-11可看出,在电动势为e,角频率为ω的高频电源驱动下,其充放电流差为: 将C1和C2定义表达式带入上式,有: 由推导结果可以得出,电流差和可动极板(检测膜片)中心位移成正比,由于此位移和被测压差成正比,所以电流差与被测压差以及流量均成正比。 3.电容式差压变送器的特点 电容式差压变送器*由密封测量元件组成,可消除机械传动所造成的瞬时冲击和机械振动。另外高、低压测量室按防爆要求整体铸造而成,大大抑制了外应力、扭矩以及静压对测量准确度的影响。

 

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