广联分享E +H电容式压力变送器原理

广联分享E +H电容式压力变送器原理

一、电容式压力变送器原理

1.基本结构与工作原理

○E + H电容式压力变送器主要由测量膜片（可动电极）、固定电极、填充液、隔离膜片等部件组成。测量膜片和两个固定电极构成一个电容器。

○当压力作用于隔离膜片时，压力通过填充液传递到测量膜片。测量膜片在压力作用下发生微小变形，使测量膜片与固定电极之间的距离发生改变。根据电容的计算公式\(C = \frac{\varepsilon S}\)（其中\(C\)为电容，\(\varepsilon\)为介电常数，\(S\)为极板面积，\(d\)为极板间距），由于极板间距\(d\)发生变化，电容\(C\)也随之改变。

○例如，当压力增大时，测量膜片向固定电极靠近，\(d\)减小，电容\(C\)增大；反之，压力减小时，\(d\)增大，电容\(C\)减小。

2.信号转换与输出

○变送器中的测量电路检测到电容的变化量后，将其转换为标准的电信号（如4 - 20mA电流信号或0 - 10V电压信号）。这个转换过程通常涉及到复杂的电子电路，包括电容 - 电压转换电路、放大电路、线性化电路等。

○线性化电路的作用是确保电容变化与压力变化之间呈线性关系的输出信号。因为在实际情况中，电容与压力的关系可能是非线性的，通过线性化处理后，输出信号能够准确反映压力的实际值，便于与控制系统或显示设备进行连接。

二、压阻式压力变送器原理

1.压阻效应基础

○E + H压阻式压力变送器利用了压阻效应。压阻效应是指当半导体材料受到压力作用时，其电阻率会发生变化。在压阻式压力变送器中，通常采用硅等半导体材料制成的压阻芯片。

○当压力作用于压阻芯片时，芯片内部的应力分布发生改变，导致硅的晶格结构发生畸变，从而使硅的电阻率发生变化。

2.测量与信号输出

○压阻芯片上通常集成了四个压敏电阻，这些电阻连接成惠斯通电桥电路。当压力作用于芯片时，四个压敏电阻的电阻率变化会导致电桥失去平衡，产生一个与压力成正比的电压差。

○这个电压差经过放大电路放大、温度补偿电路补偿（因为压阻效应受温度影响较大）以及线性化处理后，最终转换为标准的电信号输出。例如，经过处理后的4 - 20mA电流信号可以准确地表示压力的大小，传输到控制系统或其他监测设备中进行压力的显示、控制或记录等操作。