压力变送器转换原理图解

简介

压力变送器是一种将压力信号转换成电信号的传感器。它**应用于工业控制、过程测量和自动化系统中，用于测量液体、气体或其他流体的压力。本文将为您提供压力变送器转换原理的全面图解。

工作原理

压力变送器的工作原理基于以下基本概念： * **力敏元件：**这是一个将压力转换为应力的弹性元件。 * **应变片：**这些是电阻器，其电阻会随着应变而变化。 * **惠斯通电桥：**这是一个电桥电路，包括应变片作为阻力臂。 当压力施加到力敏元件上时，它会变形并产生应力。附着在力敏元件上的应变片的电阻随应变的变化而变化。这些电阻变化引起惠斯通电桥的不平衡，导致电路中的输出电压变化。输出电压与压力成正比。

电路图

以下电路图显示了一个典型的压力变送器电路： +V | R1 | ____ / \ / \ R2 压力 -> | 惠 | 压力 \ / R3 \____/ | R4 | GND * R1、R2、R3 和 R4 是惠斯通电桥的阻力臂。 * 当无压力施加时，电桥平衡，输出电压为 0。 * 当施加压力时，力敏元件变形，导致 R1 和 R3 的电阻变化。 * 这会破坏电桥的平衡，产生与压力成正比的输出电压。

放大和数字化

从惠斯通电桥获得的输出信号通常很小。为了增加信号的强度并使其适用于不同的应用，需要使用放大器和数字转换器。 * **放大器：**它将输出信号放大到可用的水平。 * **数字转换器(A/D 转换器)：**它将放大后的模拟信号转换为数字信号。 数字信号可以由微控制器或数据采集系统处理和分析。

类型

压力变送器有多种类型，每种类型都具有不同的特性和应用。以下是常见的类型： * **压阻式:** 使用压阻应变片作为力敏元件。 * **电容式：**使用电容作为力敏元件，压力变化引起电容变化。 * **压电式：**使用压电材料作为力敏元件，压力产生电荷。 * **差压式：**测量两个压力源之间的压力差。 * **变送器/开关：**既可以测量压力，也可以作为开关。

选择指南

在选择压力变送器时，需要考虑以下因素： * **测量范围：**压力变送器的**和**小可测量压力范围。 * **精度：**测量值得真实值的偏差。 * **线性度：**输出与压力成正比的程度。 * **温度稳定性：**随着温度变化而保持精度能力。 * **安装类型：**变送器如何安装在过程中。 * **输出类型：**变送器输出的信号类型，例如模拟或数字。

应用

压力变送器**应用于许多行业，包括： * **过程控制：**监测和控制工业过程中的压力。 * **HVAC 系统：**测量管道和 HVAC 系统内的压力。 * **医疗：**测量血压、呼吸压力和脉搏氧饱和度。 * **汽车：**测量发动机压力、胎压和制动压力。 * **航空航天：**测量飞机高度、速度和空气流量。

总结

压力变送器是将压力信号转换成电信号的重要传感器。它们在各种应用中不可或缺，从过程控制到医疗诊断。通过了解压力变送器的转换原理，您可以做出明智的决定，为您的特定应用选择合适的变送器。