現(xiàn)有技術(shù)差壓測量中，一般采用普通的壓差變送器，一般都是采用單惠斯登電橋進(jìn)行測量，其兩邊電橋分開，分別設(shè)置在兩個(gè)芯體上，兩個(gè)芯體之間通過充灌硅油或其他方式進(jìn)行壓力連接，都是對兩個(gè)壓力（一般其中一個(gè)為固定值壓力）的差進(jìn)行測量，兩路壓力只能大體相等，用來測量二者之間的小壓差，而二者之間的差過大會引起大過載而造成破損，兩路壓力只能同時(shí)變化以保持其差值變化不大。

而在有些場合的運(yùn)用中，經(jīng)常需要一種能分別測量兩個(gè)大量程壓力，又能精確測量二者之間的微弱差或大值差的變送器，來滿足使用要求。而現(xiàn)有的常規(guī)壓差變送器已經(jīng)不能滿足特殊要求了。針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本設(shè)計(jì)需要解決的技術(shù)問題是能夠有一種變送器，可以同時(shí)檢測兩路壓力值和它們之差值，并且結(jié)構(gòu)小型簡單，便于實(shí)現(xiàn)和推廣應(yīng)用。所謂差壓變送器就是測量兩個(gè)壓力之差的壓力變送器，其輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號。差壓變送器與一般的壓力變送器不同之處在于它有2個(gè)壓力接口，分為正壓端和負(fù)壓端，一般情況下，差壓變送器正壓端的壓力應(yīng)大于負(fù)壓段壓力才能測量。這里，首先介紹下差壓變送器的靜壓這個(gè)概念，差壓變送器的最大靜壓是指傳感器兩側(cè)能夠承受的最大壓力，也就是被測量系統(tǒng)的最大壓力，一般說來，最大靜壓大于能夠承受的最大單邊壓力。

一、高靜壓差壓變送器的基本技術(shù)指標(biāo)

測量范圍： 0…7kPa～40MPa；

最大靜壓：≤60MPa；

精確度：±0.25%FS(典型)，±0.75%FS(最大)；

長期穩(wěn)定性：±0.2%FS/年(典型)  ±0.3%FS/年(最大)；

靜壓影響：0.05±%FS，每100kPa

供電電源：12～36VDC；

輸出信號：4～20mADC；

二、高靜壓差壓變送器的總體設(shè)計(jì)思路

本設(shè)計(jì)的工作原理是，所述壓力傳感器是通過離子濺射與離子刻蝕的方式在一金屬彈性體上設(shè)置應(yīng)變電阻，來實(shí)現(xiàn)壓力的測試。分別安裝在安裝基座上的壓力傳感器分別獨(dú)立測量兩路大量程壓力，再分別通過信號調(diào)理電路處理成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號，并經(jīng)過信號調(diào)理電路的溫度補(bǔ)償，信號運(yùn)算電路再對兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行運(yùn)算，以達(dá)到對兩路壓力之差的精確測量。

兩路壓力傳感器芯體采用了先進(jìn)的鍍膜技術(shù)，將電阻條沉積到不銹鋼彈性元件上，組成惠斯登電橋。當(dāng)彈性元件受力發(fā)生變形時(shí)，電阻條同時(shí)發(fā)生形變，導(dǎo)致其電阻也發(fā)生變化。信號調(diào)理電路一方面對電橋供電，使彈性元件受力時(shí)產(chǎn)生電信號的變化，另一方面對這變化的微弱電信號經(jīng)過濾波、放大、線性調(diào)理和溫度補(bǔ)償，并輸出二者與壓力大小成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號，再通過運(yùn)算電路對兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行轉(zhuǎn)極性和減除運(yùn)算等一系列處理，從而輸出與兩個(gè)壓力之差成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號。

采用雙傳感器結(jié)構(gòu)，通過電路調(diào)理輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號。傳感器芯體的輸入電阻：5K，輸出電阻：5K，橋臂電阻：3.5K±0.05K；電路給傳感器供電的最大電流不能超過1.2mA。調(diào)理電路的方案選擇。采用MCU+PWM方式，該方案的優(yōu)點(diǎn)是成本低，缺點(diǎn)元件多，PCB尺寸大，產(chǎn)品體積無法小型化；采用采用MCU加專用4-20mA集成電路的優(yōu)點(diǎn)是精度高，器件少，無需電源設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)是焊接困難，成本高。專用集成電路可以輸出各種電壓值供MCU，以往設(shè)計(jì)采用3.3V，為降低MCU的功耗，采用3V更為合適，這樣可以節(jié)省出更多電流來激勵(lì)傳感器，提高傳感器的輸出信號幅度，從而提供采集精度。

三、高靜壓差壓變送器的詳細(xì)設(shè)計(jì)

為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)方案是：一種變送器，包括兩個(gè)壓力傳感器、兩個(gè)壓力接口、安裝基座、信號調(diào)理電路和電纜輸出端，在安裝基座上設(shè)有用來安裝壓力傳感器的密封安裝槽，所述壓力傳感器的信號輸出端通過引線接入信號調(diào)理電路的信號輸入端，信號調(diào)理電路的輸出端接入電纜輸出端。

作為優(yōu)選方案，所述壓差變送器采用的是兩個(gè)獨(dú)立的擴(kuò)散硅壓力傳感器或者濺射薄膜壓力傳感器，能分別精確測量兩個(gè)大量程壓力，同時(shí)又能通過信號調(diào)理電路對兩個(gè)信號進(jìn)行運(yùn)算調(diào)理，真實(shí)可靠地測量兩個(gè)壓力的差值大小。

作為優(yōu)選方案，所述兩個(gè)壓力接口為并列設(shè)置的兩個(gè)垂直壓力通道。為了進(jìn)一步節(jié)省了空間，可將上述兩個(gè)垂直壓力通道的其中之一改成橫向壓力通路，即所述兩個(gè)壓力接口為一個(gè)橫向壓力通路和一個(gè)垂直壓力通道。

采用上述技術(shù)方案制作的變送器結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，整體體積小，實(shí)現(xiàn)了對兩路大量程壓力和二者壓差的安全準(zhǔn)確測量，且具有溫度測量和對壓力傳感器的溫度補(bǔ)償功能。所述變送器的測量量程在0~60MPa間任選，產(chǎn)品精度一般為0.2%。本文源自澤天傳感，版權(quán)所有，轉(zhuǎn)載請注明出處，完整的詳細(xì)方案敬請聯(lián)系我們。