压力变送器结构和原理

压力变送器是一种用于测量液体、气体或蒸汽等流体压力的仪表，它能将感受到的压力信号转换为电信号，并通过一定的传输方式将电信号传输给接收装置，从而实现对压力信号的测量和控制。压力变送器在工业自动化控制系统中应用*，是压力测量与控制领域 commonly used 的一种传感器。

那么压力变送器是如何实现压力信号的测量和转换的呢?其内部结构是怎样的?本文将全面介绍压力变送器的结构和工作原理，帮助读者了解这一 commonly used 传感器的奥秘。

压力变送器简介

压力变送器是压力传感器的一种，它能够将感受到的压力信号转换为电信号，并具有远传输出功能。压力变送器通常由敏感元件、放大器电路、远传输出电路等部分组成，能够对气体、液体和蒸汽等各种介质的压力进行测量和控制。

压力变送器的工作原理

压力变送器的工作原理是基于压力敏感元件对压力信号的感应和转换。当被测介质的压力作用在压力敏感元件上时，敏感元件会发生形变，这种形变通过一定的机制转换为电信号，并通过放大器电路进行放大，*由远传输出电路传输给接收装置，从而实现对压力信号的测量和控制。

压力变送器的分类

根据压力敏感元件的不同，压力变送器可以分为以下几种类型：

膜片式压力变送器：采用膜片作为敏感元件，适用于测量气体和蒸汽的压力。当被测气体或蒸汽的压力作用在膜片上时，膜片会发生形变，这种形变通过膜片下面的压力敏感元件（如扩散硅压力传感器）转换为电信号。

厚膜式压力变送器：采用厚膜压力敏感元件，适用于测量气体、液体和粘性介质的压力。厚膜压力敏感元件通常由多个压电陶瓷片叠加而成，当被测介质的压力作用在其表面时，压电陶瓷片会产生电荷，从而输出电信号。

硅皮管式压力变送器：采用硅皮管作为敏感元件，适用于测量气体和液体的压力。硅皮管的一端封闭，另一端通过弹性体与被测介质相连。当被测介质的压力变化时，硅皮管的形变通过内部的压力敏感元件（如扩散硅压力传感器）转换为电信号。

差压式压力变送器：用于测量两个压力点之间的压力差，常用于流量、液位和阻塞的测量。

绝压式压力变送器：用于测量*压力，常用于气象、航空等领域。

压力变送器的结构

压力变送器通常由敏感元件、放大器电路、远传输出电路、外壳、过程连接等部分组成。

敏感元件：压力变送器的核心部件，用于感应被测介质的压力并转换为电信号。常见的敏感元件包括膜片、厚膜压力敏感元件、硅皮管、扩散硅压力传感器等。

放大器电路：用于放大敏感元件输出的电信号，并进行一定的信号处理，如线性化、温度补偿等，以提高压力变送器的测量精度。

远传输出电路：用于将处理后的电信号传输给接收装置，常见的远传输出方式包括4-20mA电流输出、0-10V电压输出、RS485数字通信等。

外壳：用于保护压力变送器的内部电路和敏感元件，并提供过程连接，以方便安装和使用。

过程连接：用于将压力变送器与被测介质相连，常见的过程连接包括螺纹连接、法兰连接、三夹板连接等。

压力变送器的选型

在选择压力变送器时，需要考虑以下因素：

测量介质：包括被测介质的类型（气体、液体、蒸汽等）、压力范围、温度范围、是否含有腐蚀性成分等。

精度要求：包括压力变送器的精度等级、线性度、温度漂移等。

输出方式：包括电流输出、电压输出、数字通信等，需根据实际控制系统的要求进行选择。

安装方式：包括压力变送器的尺寸、过程连接方式、是否需要防爆等。

压力变送器的应用

压力变送器在工业自动化控制系统中应用*，常见应用包括：

流量测量：通过测量管道两端的压力差，结合管道的直径，可以计算出流体的流量。

液位测量：通过测量容器顶部和底部之间的压力差，可以计算出容器内的液位高度。

阻塞检测：通过测量管道两端的压力差，可以检测管道是否存在阻塞。

压力控制：在各种工业过程控制中，如锅炉压力控制、油田注水压力控制等，压力变送器可以实时监测压力变化，并通过控制系统对压力进行调节。

压力变送器使用注意事项

压力变送器在使用时需要注意以下几点：

正确安装：根据压力变送器的过程连接方式和安装要求，正确地将压力变送器安装在测量点上，确保压力变送器与被测介质的有效连接。

防爆要求：在有易燃易爆气体或粉尘的环境中，需使用防爆型压力变送器，并正确地将压力变送器接地，以避免产生电火花。

温度限制：压力变送器有其允许的工作温度范围，在使用时需确保被测介质和环境温度在压力变送器的允许工作温度范围内。

定期校准：压力变送器在长期使用后可能会出现零点漂移、灵敏度下降等现象，因此需要定期对压力变送器进行校准，以确保测量精度。

压力变送器是一种 commonly used 的压力测量与控制传感器，其工作原理是将压力信号转换为电信号，并通过远传输出电路传输给接收装置。压力变送器在工业自动化控制系统中应用*，是流量、液位、阻塞等测量和压力控制的重要工具。在选择和使用压力变送器时，需考虑测量介质、精度要求、输出方式等因素，并注意正确安装、防爆要求和温度限制等事项。