压力变送器是工业实践中常用的传感器,广泛应用于水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等行业。它能感受压力并把压力信号转换成可传递的统一输出信号,且输出信号与压力信号之间存在给定的连续线性函数关系。一般意义上的压力变送器常指压力变送器和差压变送器,主要由测压元件传感器、测量电路和过程连接件组成,能把气体、液体压力信号转换成标准的电流电压信号(4~20 mA DC),供指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表测量、指示与调节。

1. 工作原理:介质差压(压力)经隔离膜片和硅油传递给测量膜片,测量膜片起弹性元件作用,随两侧差压变形,位移与差压成正比、最大位移约0.1 mm。膜片位移使感压膜片与两固定电极构成的差动电容电容量变化,此变化由测量电路(电容、电流转换电路)转变为直流电流信号,再经运算放大转换为4~20 mA DC输出。
2. 应用:压力变送器是直接与被测介质接触的现场仪表,常在高温、低温、腐蚀、振动、冲击等环境工作。它主要测量压力或差压,也可间接测量液位、流量、密度等。常压容器测液位用一台压力变送器即可;受压容器测液位可考虑用差压变送器;容器内液位与压力值不变时还可测介质密度。差压变送器除测量两处压力差外,可配合节流元件测流量(孔板流量计),可直接测受压容器液位、常压容器液位及压力、负压等。
3. 选型主要依据:
(1)是否需要远传、自动记录或报警。
(2)以被测介质性质指标为准,以节约资金、便于安装维护为参考。介质温度、粘度、腐蚀性、易燃易爆等是否对仪表有特殊要求(弹簧管材料)。测量相对清洁流体可采用标准压力变送器;易结晶或粘稠介质多用外置膜片或配合化学密封,以阻止介质堵住测压孔、保护变送器、延长寿命。
(3)测量范围。压力(差压)变送器通常有一定量程可调范围,宜将使用的量程设定在其量程1/3~2/3段以保证精度(微差压尤甚)。应确定系统测量压力最大值,一般选择比最大值大1.5倍左右的量程,因许多系统(尤其水压测量和加工)存在峰值和持续不规则波动,瞬间峰值可能破坏传感器,可用缓冲器降低压力毛刺,但会降低响应速度。选型须充分考虑压力范围、精度与稳定性。
(4)精度等级。依测压范围与工艺允许最大绝对误差选量程,再由最大绝对误差算仪表允许的最大引用误差,去掉±号和%所得数值即精度。若没有该等级,则向高精度靠。各国标法不同:中国、美国标的是线性度最好的10%~90%量程范围的精度;欧洲标的是线性度最差的0~10%及90%~100%范围精度。如欧洲标1%的仪表,中国标法为0.5%。
(5)输出信号。常见4~20 mA、0~20 mA、0~10 V、0~5 V等,常用4~20 mA与0~10 V。上述信号中仅4~20 mA为两线制(含接地或屏蔽线),其他均为三线制。
(6)介质温度。压力变送器信号由电子线路转换,一般测量介质温度-30~+100 ℃。温度过高可采用冷凝弯冷却介质,比厂家特制耐高温变送器成本低得多。
(7)其他。某些应用(液位测量)需对测量范围迁移,应按现场安装位置计算测量范围与迁移量。智能变送器已相当普及,精度高、可调范围大、调整方便、稳定性好,选型应多考虑。此外须注意过程连接接口、供电电压,特定场合还要考虑防爆及防护等级。
4. 结束语:变送器在诸类仪表中应用最广,大体分压力与差压两类,常测压力、差压、真空、液位、流量和密度。与传感器不同,变送器除把非电量转换为电量外还具有放大作用;在现代工业控制系统中既可显示系统压力,也参与逻辑计算与参数报警。