毕业设计-压力变送器-郎峰改

1、目录前言2第一章、相关理论知识3一、压力变送器3二、扩散硅压力变送器3三、压力变送器选型介绍13五、变送器电路部分的检查18六、现场故障检查19第二章、设计的基本要求201、控制器的基本功能：202、结构和外观：203、主要技术参数：204、包装：20第三章、传感器原理21第四章、压力传感器原理与应用22第五章、工作原理24一基于 NPX1 传感芯片的发射模块设计24三、压力传感器PCB原理图25四、压力传感器模块设计原理图26致 谢27参考文献28前言压力变送器是工业实践中最为常见的一种能够传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利电力、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化

2、、油井、电力、船舶、机床管道等众多行业。压力变送器是一种能感应压力，并将压力信号转化成可传递的统一输出信号的仪表，而且其输出信号于压力信号之间，有一定 的连续线性函数关系。压力变送器从一般意义上，往往指压力变送器和差压变送器，主要由测压原件传感器、测量电路和过程连接件等组成。它能将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流电压信号（420mADC），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。2007年，中国压力变送器市场规模达到21亿元，台套数达到60万。由于工作环境、介质、介质温度等等原因，所以我们选用压力变送器一定要考虑这些问题。设计技术指标：电路原理图及说明：程

3、序压力传感器的等效电路如图2所示。从图2可看出，压力传感器内部可以看成是一个惠斯通电桥，激励电源可以选择恒压源或恒流源，采用恒流源可以有效克服激励电源波动等干扰造成的测量误差。当激励电流为1 mA时，压力传感器满量程输出为100 mV，因此，压力传感器的信号还需要放大处理。51单片机电源及电源保护电路A/D转换电路比较放大采样电路温度采集键盘显示机构报警电路D/A转换电路过载过压保 护电流控制电路双线控制机构第一章、相关理论知识一、 压力变送器压力变送器把压力信号传到电子设备，进而在计算机显示压力。其原理大致是：将水压这种压力的力学信号转变成电流（4-20mA）这样的电子信号压力和电压或电流大

4、小成线性关系，一般是正比关系，所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大，由此得出一个压力和电压或电流的关系式，压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在元(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过菲格瑞思隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。（菲格瑞思）压力变送器能在各种正负压力测量中得到广泛应用。采用进口扩散硅或芯体作为压力检测元件，传感器信号经高性能电子放大

5、器转换成0-10mA或4-20mA统一输出信号。可替代传统的远传压力表，霍尔元件、差动变送器，并具有DDZ-及DDZ-型变送器性能。能与各种型号的动圈式指示仪、数字压力表、电子电位差计配套使用，也能与智能调节仪或计算机系统配套使用。 概述扩散硅变送器选用进口扩散硅压力芯片制成，当外界液位发生变化时，压力作用在不锈钢隔离膜片上，通过隔离硅油传递到扩散硅压力敏感元件上引起电桥输出电压变化，过精密的补偿技术、信号处理技术、转换成标准的电流信号。该电流信号的变化正比于液位的变化。 特点1）使用被测介质广泛，可测油、水及与316不锈钢和304不锈钢兼容的糊状物，具有一定 的防腐能力。 2）高准确度、高稳

6、定性、选用进口原装传感器，线性好，温度稳定性高。 3）体积小、重量轻、安装、调试、使用方便 4）不锈钢全封闭外壳，防水好。 5）压力传感器直接感测被测液位压力，不受介质起泡、沉积的影响。 工作原理：当压力信号作用于传感器时，压力传感器将压力信号转换成电信号，经差分放大和输出放大器放大，最后经V/A电压电流转换成与被测介质（液体）的液位压力成线性对应关系的4-20mA标准电流输出信号。 主要技术参数 电源：24VDC 输出420mA 二线制 零位可调范围：5%F.S 量程调节比：3：1以上 量程范围：-100kPa060MPa 负载特性：负载在0600内（24VDC供电）维持恒流输出隔爆型d I

7、I BT4,本安型 ia II CT5 过压极限：2倍于以上限压力 温度范围：过程：-2060 精度等级：0.5% 稳定性：0.2%F.S 重量：约1kg 特点分析 模拟型特点 精度高 量程、零点外部连续可调 扩散硅压力变送器 稳定性能好 正迁移可达500%、负迁移可达600% 二线制 阻尼可调、耐过压 固体传感器设计 无机械可动部件、维修量少 重量轻（2.4kg） 全系列统一结构、互换性强 小型化（166mm总高） 接触介质的膜片材料可选 单边抗过压强 低压浇铸铝合金壳体 智能型特点超级的测量性能，用于压力、差压、液位、流量测量 数字精度：+（-）0.05% 模拟精度：+（-）0.75%+（

8、-）0.1%F.S 全性能：+（-）0.25F.S 稳定性：0.25% 60个月 量程比：100：1 测量速率：0.2S 小型化（2.4kg）全不锈钢法兰，易于安装 过程连接与其它产品兼容，实现最佳测量 世界上唯一采用H合金护套的传感器（专利技术），实现了优良的冷、热稳定性 采用16位计算机的智能变送器 标准4-20mA，带有基于HART协议的数字信号，远程操控 支持向现场总线与基于现场控制的技术的升级。 编辑本段3051智能型差压变送器主要特点HSL-3051型压力变送器,传感器是采用引进国外先进技术生产的高精度小型化智能传感器，在转换原理上利用数字化补偿技术对温度、静压进行补偿，提高了测量

9、精度，降低了温度漂移。具有长期稳定性好，可靠性高，自诊断能力强等特点。以其极高的性能价格比，而成为变送器市场的主流产品。 电容式变送器有一可变电容敏感元件，它能将测量膜片与电容极板之间的电容差经振荡器振荡、调制解调、放大器放大、电压电流转换成标准信号。可用于气体、液体、蒸气的测量。 技术参数 测量介质：气体、液体、油等与316兼容的介质测量范围G:00.1541370Kpa A：06.26890Kpa精度等级：0.1%、0.2%、0.5%过载能力：量程的1.55倍长期稳定性：小于0.3%FS/年供电电源： 1536 VDC（标定电压24VDC）输出信号： (420)mA（二/三线制）、带Har

10、t协议显示方式：指针表头或数字显示可选配校准：通过调节精密电位器实现对零点、量程调节 工作温度：（-4080） 补偿温度：（-2070）工作温度：放大器工作在-29-+93； 敏感元件工作在-40-+104过程连接： M201.5外螺纹（3内孔）或用户注明隔离膜片材料：电容式外壳材料： 316 不锈钢防护等级：IP65选型表 3051口口S口C口F口E口 智能压差变送器3051智能压差变送器口压力形式D、压差压力 A、绝对压力 G、表压压力 H、远传压力、压差口零件材料1、316L 2、哈氏合金C 3、蒙乃尔合金S口输出信号1、二线制(420)mA（默认） 2、4-20mA带Hart协议C口过

11、程连接方式1、内螺纹1/4NPT（默认） 2、内螺纹M20*1.5V口显示方式1、无显示（默认） 2、LCD数字0100%显示（液晶）F口防爆等级1、标准型、不防爆（默认）2、本安型（EXiaIICT4）3、隔爆型（EXdIIBT4）E口附件1、含三阀组 2、含安装支架编辑本段简介压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，然后将压力信号转变成420mA DC信号输出。压力变送器主要有电容式压力变送器和扩散硅压力变送器，陶瓷压力变送器，应变式压力变送器等。 编辑本段性能规格（零基准校验范围，参考条件下，硅油充液，316 L不锈钢隔离膜片。） 杆状压力变送器1.1. 参考精度1.1.1

12、. 数字、智能：0.075%校验量程 1.1.2. 模拟、线性：0.1%校验量程 1.2. 稳定性1.2.1. 数字、智能：6个月，0.1%URL 1.2.2. 模拟、线性：6个月，0.2%URL 1.3. 环境温度影响1.3.1.数字、智能： 零点误差：0.1%URL/56 总体误差：(0.2%URL+0.18%校验量程）/56 1.3.2.模拟、线性 零点误差：0.1%URL/56 总体误差：(0.5%URL+0.5%校验量程）/56 1.4. 振动影响在任意轴向上，200Hz下振动影响为0.05%URL/g 1.5. 电源影响小于0.005%输出量程/伏特。 1.6. 负载影响 没有负载

13、影响，除非电源电压有变化。 1.7. 电磁干扰/射频干扰（EMI/RFI影响）由20至1000MHz，场强达至30V/M时，输出漂移小于0.1%量程。 1.8. 安装位置影响 零点漂移至多为0.25kPa。所有的零点漂移 都可修正掉；对量程无影响。 编辑本段主要优点压力变送器具有工作可靠、性能稳定、 专用V/I集成电路，外围器件少，可靠性高，维护简单、轻松，体积小、重量轻，安装 调试极为方便。 铝合金压铸外壳，三端隔离，静电喷塑保护层，坚固耐用。 4-20mA DC二线制信号传送，抗干扰能力强，传输距离远。 LED、LCD、指针三种指示表头，现场读数十分方便。可用于测量粘稠、结晶和腐蚀性介质。

14、 高准确度，高稳定性。除进口原装传感器已用激光修正外，对整机在使用温度范围内的 综合性温度漂移、非线性进行精细补偿. 功能规格3.1. 测量范围：0-0.151370KPa 3.2. 零点与量程 3.2.1. 数字、智能 可用本机量程和零点按钮调整，或用HART手操器远程调整 3.2.2. 模拟、线性 量程和零点连续可调 3.3. 零点正、负迁移 零点负迁移时，量程下限必须大于或等于-URL；零点正迁移时，量程上限必须小于或等于+URL。校验量程必须大于或等于最小量程。 3.4. 输出 数字、智能： 420mA DC，用户可选择线性或平方根输出。数字过程变量叠加在420mA 信号上，可供采用H

15、ART协议的上位机使用 模拟、线性： 420mA DC,与过程压力成线性。 选型步骤压力变送器的选型是很重要的。下面根据我的工作经验，谈谈压力变送器的选型。 1、变送器的使用环境。 2、量程。（具体参见压力变送器参数量程） 3、过载压力。(一般差压还需要有静压这一项参数) 4、精度。 5、压力介质。 6、供电电压。 7、输出信号。 8、冲击和振动。 9、压力响应。 10、压力接口。 11、电气接口。 12、安全认证。 主要就是这么多，不过，针对不同的变送器可能会有不同配件等，选型时注意。 编辑本段产品分类1、普通压力变送器 2、 防爆压力变送器 3、差压变送器 4、中、高温压力变送 5、远传压

16、力变送器 编辑本段压力变送器的选型表 型 谱说 明型号2033压力变送器传感器类型A干式厚膜压阻式陶瓷传感器B干式厚膜电容式陶瓷传感器C进口扩散硅传感器量程范围105kPa20KPa2020kPa70KPa3070kPa350KPa40200kPa700KPa50700kPa3.5MPa602.0MPa7MPa707MPa35KPa8020MPa60MPa精度等级0.1%0.25%0.5%输出信号E4-20mA DC 两线制K1-5V DC 三线制M用户约定S标准智能型：（输出：420mA带HART总线协议）压力连接R标准型(M201.5)P齐平膜O按用户尺寸加工其他选项i本安型iaCT6d隔

17、爆型DBT4T船用型M1线性指示表M2数字液晶指示表M3数码管数字指示表Z带阻尼调整Q迁移A绝压测量F负压测量S散热器及过程连接件Y用户约定压力变送器选型： 2088扩散硅压力变送器（普通）308扩散硅压力变送器（防爆）代码量程范围A0-5KPa-20KPaB0-20KPa-70KPaC0-70KPa-350KPaD0-200KPa-700KPaE0-0.7MPa-3.5MPaF0-2.0MPa-7MPaG0-7MPa-35MPaH0-20MPa-100MPa代码精度等级0.1%0.25%0.5%代码输出代号E4-20mADC二线K0-10mAM用户约定代码压力连接R标准型(M201.5)P齐

18、平膜O按用户尺寸加工代码选项i本安型iaCT6d隔爆型dBT4T船用型M1线性指示表M2LED数字显示表LCDLED显示表Z阻尼调整Q迁移A绝压测量F负压测量C选用陶瓷传感器（带*量程无）S散热器及过程连接件Y用户约定扩展选择压力变送器所需要的参数 1、压力量程范围 2、是选择智能还是模拟 3、是否要带表头显示（指针、数码管、液晶） 4、精度等级 5、测量的介质 三、压力变送器选型介绍1、变送器要测量什么样的压力：先确定系统中要确认测量压力的最大值，一般而言，需要选择一个具有比最大值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。这主要是在许多系统中，尤其是水压测量和加工处理中，有峰值和持续不规则的上下

19、波动，这种瞬间的峰值能破坏压力传感器，持续的高压力值或稍微超出变送器的标定最大值会缩短传感器的寿命，然而，由于这样做会精度下降。于是，可以用一个缓冲器来降低压力毛刺，但这样会降低传感器的响应速度。所以在选择变送器时，要充分考虑压力范围，精度与其稳定性。 2、什么样的压力介质：我们要考虑的是压力变送器所测量的介质,黏性液体、泥浆会堵上压力接口，溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送吕中与这些介质直接接触的材料。以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料。一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢,如果你的介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合你

20、对介质压力的测量.如果你的介质对316不锈钢有腐蚀性，那么我们就要采用化学密封,这样不但起到可以测量介质的压力,也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长了压力变送器的寿命. 3、变送器需要多大的精度：决定精度的有，非线性，迟滞性，机电商务网 非重复性，温度、零点偏置刻度，温度的影响。但主要由非线性，迟滞性，非重复性，精度越高，价格也就越高。每一种电子式的测量计都会有精度误差的,但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的,比如,中国和美国等国家标的精度是传感器在线度最好的部分,也就是我们通常所说的测量范围的10%到90%之间的精度;而欧洲标的精度则是线性度最不

21、好的部分,也就是我们通常所说的测量反的0到10%以及90%到100%之间的精度.如欧洲标的精度为1%,则在中国标的精度就为0.5%. 4、变送器的温度范围：通常一个变送器会标定两个温度范围，即正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。正常操作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围，在超出温度补范围时，可能会达不到其应用的性能指标。温度补偿范围是一个比操作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作，变送器肯定会达到其应有的性能指标。温度变从两方面影响着其输出，一是零点漂移；二是影响满量程输出。如：满量程的+/-X%/，读数的+/-X%/，在超出温度范围时满量程的+/-X%，在温度补偿范围

22、内时读数的+/-X%，如果没有这些参数，会导至在使用中的不确定性。变送器输出的变化到度是由压力变化引起的，还是由温度变化引起的。温度影响是了解如何使用变送器时最复杂的一部分。 5、需要得到怎样的输出信号：mV 、V、 mA及频率输出数字输出，选择怎样的输出取决于多种因素，包括变送器与系统控制器或显示器间的距离，是否存在“噪声”或其他电子干扰信号。是否需要放大器，放大器的位置等。对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备，采用mA输出的变送器最为经济而有效的解决方法，如果需要将输出信号放大，最好采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输出或存在较强的电子干扰信号，最好采用mA级输出或频率输出。如

23、果在RFI或EMI指标很高的环境中，除了要注意到要选择mA或频率输出外，还要考虑到特殊的保护或过滤器。(目前由于各种采集的需要,现在市场上压力变送器的输出信号有很多种,主要有4.20mA,0.20mA,0.10V,0.5V等等,但是比较常用的是4.20mA和0.10V两种,在我上面举的这些输出信号中,只有4.20mA为两线制,我们所说的输出为几线制不包含接地或屏蔽线,其他的均为三线制) 6、选择怎样的励磁电压：输出信号的类型决定选择怎么样的励磁电压。许多放大变送器有内置的电压调节装置，因此其电源电压范围较大。有些变送器是定量配置，需要一个稳定的工作电压，因此，能够得到的一个工作电压决定是否采用

24、带有调节器的传感器，选择传送器时要综合考虑工作电压与系统造价。 7、是否需要具备互换性的变送器：确定所需的变送器是否能够适应多个使用系统。一般来讲，这一点很重要。尤其是对于OEM产品。一旦将产品送到客户手中，那么客户用来校准的花销是相当大的。如果产品具有良好的互换性，那么即使是改变所用的变送器，也不会影响整个系统的效果。 8、变送器超时工作后需要保持稳定度：大部分变送器在经过超时工作后会产生“漂移”，因此很有必要在购买前了解变送器的稳定度，这种预先的工作能减少将来使用中会出现的种种麻烦。 9、变送器的封装：变送器的封装，尤其往往容易忽略是它的机架，然而这一点在以后使用中会逐渐暴露出其缺点。在选

25、购传送器传一定要考虑到将来变送器的工作环境，湿度如何，怎样安装变送器，会不会有强烈的撞击或振动等。 10、在变送器与其它电子设备间采用怎样的连接：是否需要采用短距离连接？若是采用长距离连接，是否需要采用一个连接器？ 11、其他：我们确定上面的一些参数之后还要确认你的压力变送器的过程连接接口以及压力变送器的供电电压;如果在特殊的场合下使用还要考虑防爆以及防护等级. 四、压力变送器选型参考 1、什么样的压力介质 黏性液体、泥浆会堵上压力接口，溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送器中与这些介质直接接触的材料。以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料。 2、变送器需要多大的精度 决定

26、精度的有，非线性，迟滞性，非重复性，温度、零点偏置刻度，温度的影响。但主要由非线性，迟滞性，非重复性，精度越高，价格也就越高。 3、变送器要测量什么样的压力 先确定系统中测量压力的最大值，一般而言需要选择一个具有比最大值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。这主要是在许多系统中，尤其是水压测量和加工处理中，有峰值和持续不规则的上下波动，这种瞬间的峰值能破坏压力传感器。持续的高压力值或稍微超出变送器的标定最大值会缩短传感器的寿命，这样做还会使精度下降。于是可以用一个缓冲器来降低压力毛刺，但这样会降低传感器的响应速度。所以在选择变送器时要充分考虑压力范围、精度与其稳定性。 4、需要得到怎样的输出信

27、号 mV、V、mA及频率输出数字输出，选择怎样的输出取决于多种因素，包括变送器与系统控制器或显示器间的距离，是否存在“噪声”或其他电子干扰信号，是否需要放大器，放大器的位置等。对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备采用mA输出的变送器最为经济而有效的解决方法。 5、变送器的温度范围 通常一个变送器会标定两个温确段，其中一个温度段是正常工作温度，另外一个是温度补偿范围，正常工作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围，在超出温度补偿范围时可能会达不到其应用的性能指标。 温度补偿范围是一个比工作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作变送器肯定会达到其应有的性能指标。温度变从两方

28、面影响着其输出，一是零点漂移，二是影响满量程输出。如：满量程的+/-X%/，读数的+/-X%/，在超出温度范围时满量程的+/-X%，在温度补偿范围内时读数的+/-X%，如果没有这些参数，会导至在使用中的不确定性。变送器输出的变化到度是由压力变化引起的，还是由温度变化引起的。温度影响是了解如何使用变送器时最复杂的一部分。 如果需要将输出信号放大，最好采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输或存在较强的电子干扰信号最好采用mA级输出或频率输出。 如果在RFI或EMI指标很高的环境中除了要注意到要选择mA或频率输出外还要考虑到特殊的保护或过滤器。 6、选择怎样的励磁电压 输出信号的类型决定选择怎么样

29、的励磁电压。许多变送器有内置的电压调节装置，因此其电源电压范围较大。有些变送器是定量配置，需要一个稳定的工作电压，因此，工作电压决定是否采用带有调节器的传感器，选择传送器时要综合考虑工作电压与系统造价。 7、是否需要具备互换性的变送器 确定所需的变送器是否能够适应多个使用系统。一般来讲这一点很重要，尤其是对于OEM产品。一旦将产品送到客户手中那么客户用来校准的花销是相当大的。如果产品具有良好的互换性，那么即使改变所用的变送器也不会影响整个系统的效果。 8、变送器的封装 变送器的封装，往往容易忽略是它的机架，然而这一点在以后使用中会逐渐暴露出其缺点。在选购变送器时一定要考虑到将来变送器的工作环境

30、，湿度如何，怎样安装变送器，会不会有强烈的撞击或振动等。 9、变送器超时工作后需要保持稳定度 大部分变送器在经过超额工作后会产生“漂移”，因此很有必要在购买前了解变送器的稳定性，这种预先的工作能减少将来使用中会出现的种种麻烦。 10、在变送器与其它电子设备间采用怎样的连接 是否需要采用短距离连接？若是采用长距离连接，是否需要采用一个连接器？ 编辑本段安装使用在安装使用压力变送器前应详细阅读产品样本及使用说明书,安装时压力接口不能泄露,确保量程及接线正确。压力传感器及变送器的外壳一般需接地，信号电缆线不得与动力电缆混合铺设, 传感器及变送器周围应避免有强电磁干扰。传感器及变送器在使用中应按行业规

31、定进行周期检定。 电容式压力变送器常见故障分析与处理方法电容式压力变送器测量部分敏感部件采用全焊接结构，电子线路部分采用波峰焊接和接插件安装方式，整体结构坚固、耐用，故障甚少。对绝大多数使用者来就，如发现敏感部件出现故障，一般无法自行修复，应与生产厂家联系更换其整体部件。 变送器测量部分的检查变送器测量部分产生的故障，都会引起变送器无输出或输出不正常，因此应首先检查变送器的测量敏感部件。拆下法兰，检查敏感部件隔离膜片有无变形，破损和漏油现象发生。拆下补偿板，不取出敏感部件，检查插针对壳体的绝缘电阻，在电压不超过100V的情况下，绝缘电阻不应小于100M。接通电路和气路，当压力信号为量程上限值时

32、，关闭气源，输出电压和读数值应稳定不动。如果输出电压下降，则说明变送器有泄漏，可用肥皂水检查出泄漏部位。 变送器电路部分的检查接通电源，在给定输入压力信号后，检查变送器输出端电压信号的状态。若无输出电压，应首先检查电源电压是否正常；是否符合供电要求；电源与变送器及负载设备之间有无接线错误。如果变送器接线端子上无电压或极性接反均可造成变送器无电压信号输出。排除上述原因，则应进一步检查放大器板线路中元件有无损坏问题；线路板接插件有无接触不良现象，可采取对照正常仪表的测量电压与故障仪表对应的测量电压相比较的方法，确定故障点，必要的情况下可更换有故障的放大器板。在对流量型变送器检查时，对J型放大器板应

33、特别要注意采取防静电措施。 接通电源，在给定输入压力信号后，若变送器输出过高（大于10VDC），或输出过低（小于2.0VDC），且改变输入压力信号和调整零点、量程螺钉时输出均无反应。对于这类故障，除检查变送器测量部分敏感部件有无异常外，应检查变送器放大器板上“振荡控制电路部分”工作正常与否。高频变压器T1-12之间正常峰值电压应为2535VP-P；频率约为32kHz。其次检查放大器板上各运算放大器的工作状况；各部分的元器件有无损坏问题等。此类故障需要更换放大器板。变送器在线路设计和工艺装配质量上要求都十分严格，在实际使用中对出现的线路故障，经检查确认后最好与生产厂家联系更换其故障线路板，以确保

34、仪表长期工作的稳定性和可靠性。 现场故障检查施工现场出现的故障，绝大多数是由于压力传感器使用和安装方法不当引起的，归纳起来有几个方面。1一次元件（孔板、远传测量接头等）堵塞或安装形式不对，取压点不合理。2引压管泄漏或堵塞，充液管里有残存气体或充气管里有残存液体，变送器过程法兰中存有沉积物，形成测量死区。3变送器接线不正确，电源电压过高或过低，指示表头与仪表接线端子连接处接触不良。4没有严格按照技术要求安装，安装方式和现场环境不符合技术要求。 以上压力传感器及变送器出现的故障都会引起变送器输出不正常或测量不准确，但经过细心检查，严格按照技术要求使用和安装，及时采取有效措施，问题都可以排除，对不能

35、处理的故障，应将变送器送到实验室或生产厂家做进一步检查。 编辑本段压力变送器工作原理压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。 编辑本段种类及选用压力传感器及变送器分为表压、绝压、差压等种类。常见0.1、0.2、0.5、1.0等精度等级

36、。可测量的压力范围很宽，小到几十毫米水柱，大的可达上百兆帕。不同种类压力传感器及变送器的工作温度范围也不同，常分成070、-2585、-40125、-55150几个等级，某些特种压力传感器的工作温度可达400500。 压力传感器及变送器基于不同的材料及结构设计有着不同的防水性能及防爆等级，接液腔体由于材料、形状的差异可测量的流体介质种类也不同，常分为干燥气体、一般液体、酸碱腐蚀溶液、可燃性气液体、粘稠及特殊介质。压力传感器及变送器作为一次仪表需与二次仪表或计算机配合使用，压力传感器及变送器常见的供电方式为：DC 5V、12V、24V、12V等，输出方式有：05V、15V、0.54.5V、010

37、mA、 020mA、 420mA等及Rs232、Rs485等与计算机的接口。 用户在选择压力传感器及变送器时，应充分了解压力测量系统的工况，根据需要合理选择，使系统工作在最佳状态，并可降低工程造价。 常见精度参数及试验设备 传感器静态标定设备：活塞压力计：精度优于0.05% 数字压力表: 精度优于0.05% 直流稳压电源: 精度优于0.05%传感器温度检验设备：高温试验箱：温度从0+250温度控制精度为1低温试验箱:温度能从0-60温度控制精度为1 传感器静态性能试验项目:零点输出、满量程输出、非线性、迟滞、重复性、零点漂移、超负荷。 传感器环境试验项目:零点温度漂移、灵敏度漂移、零点迟滞、灵

38、敏度迟滞。（检查产品在规定的温度范内对温度的适应能力。此项参数对精度影响极为重要） 注意事项 在安装使用前应详细阅读产品样本及使用说明书,安装时压力接口不能泄露,确保量程及接线正确。压力传感器及变送器的外壳一般需接地，信号电缆线不得与动力电缆混合铺设, 传感器及变送器周围应避免有强电磁干扰。传感器及变送器在使用中应按行业规定进行周期检定。 变送器测量部分的检查 变送器测量部分产生的故障，都会引起变送器无输出或输出不正常，因此应首先检查变送器的测量敏感部件。 1拆下法兰，检查敏感部件隔离膜片有无变形，破损和漏油现象发生。 2拆下补偿板，不取出敏感部件，检查插针对壳体的绝缘电阻，在电压不超过100

39、V的情况下，绝缘电阻不应小于100M。 3接通电路和气路，当压力信号为量程上限值时，关闭气源，输出电压和读数值应稳定不动。如果输出电压下降，则说明变送器有泄漏，可用肥皂水检查出泄漏部位。 五、变送器电路部分的检查 1接通电源，在给定输入压力信号后，检查变送器输出端电压信号的状态。若无输出电压，应首先检查电源电压是否正常；是否符合供电要求；电源与变送器及负载设备之间有无接线错误。如果变送器接线端子上无电压或极性接反均可造成变送器无电压信号输出。排除上述原因，则应进一步检查放大器板线路中元件有无损坏问题；线路板接插件有无接触不良现象，可采取对照正常仪表的测量电压与故障仪表对应的测量电压相比较的方法

40、，确定故障点，必要的情况下可更换有故障的放大器板。在对流量型变送器检查时，对J型放大器板应特别要注意采取防静电措施。 2接通电源，在给定输入压力信号后，若变送器输出过高（大于10VDC），或输出过低（小于2.0VDC），且改变输入压力信号和调整零点、量程螺钉时输出均无反应。对于这类故障，除检查变送器测量部分敏感部件有无异常外，应检查变送器放大器板上“振荡控制电路部分”工作正常与否。高频变压器T1-12之间正常峰值电压应为2535VP-P；频率约为32kHz。其次检查放大器板上各运算放大器的工作状况；各部分的元器件有无损坏问题等。此类故障需要更换放大器板。 3变送器在线路设计和工艺装配质量上要求

41、都十分严格，在实际使用中对出现的线路故障，经检查确认后最好与生产厂家联系更换其故障线路板，以确保仪表长期工作的稳定性和可靠性。 六、现场故障检查 施工现场出现的故障，绝大多数是由于使用和安装方法不当引起的，归纳起来有几个方面。 1一次元件（孔板、远传测量接头等）堵塞或安装形式不对，取压点不合理。 2引压管泄漏或堵塞，充液管里有残存气体或充气管里有残存液体，变送器过程法兰中存有沉积物，形成测量死区。 3变送器接线不正确，电源电压过高或过低，指示表头与仪表接线端子连接处接触不良。 4没有严格按照技术要求安装，安装方式和现场环境不符合技术要求。 以上出现的故障都会引起变送器输出不正常或测量不准确，但

42、经过细心检查，严格按照技术要求使用和安装，及时采取有效措施，问题都可以排除，对不能处理的故障，应将变送器送到实验室或生产厂家做进一步检查。第二章、设计的基本要求1、控制器的基本功能：（1）具有电源保护功能。（2）具有过流、过压保护功能。（3）采用两线制传输。（4）电路的功耗小于4mA。2、结构和外观：按照国内外生产厂家的外形标准尺寸进行设计，符合工业标准件安装尺寸要求。3、主要技术参数：(1).额定环路电流：DC4-20mA（静态、满程可调节）(2).额定工作电压：+20V20% (3).额定电源功耗：静态4mA，动态时相当与环路电流20mA (4).静态零电流：（4mA）,调节范围：4mA2

43、5%（3mA-5mA）(5).最小工作电压：12V (6).极限工作电压：30V (7).额定输出过流限制保护：内部限制25mA+10%；(8).两线端口接错保护：电源反接保护 (9).工作温度： -30-804、包装：按GB/T15464-1995 仪器仪表包装通用技术条件第三章、传感器原理压力传感器原理与应用.压力传感器是工业实践中最为常用的一 种传感器， 而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而 成的，这样的传感器也称为压电传感器。 科学家根据晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体 介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效 应；当机械力撤掉之后，又会

44、重新回到不带电的状态，也就是受到压 力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。 这个效应研制出了压力传感器。 压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和 磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是 在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在， 但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的 “居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比 较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有 很大的压电灵敏度和压电系数， 但是它只能在室温和湿度比较低的环 境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，

45、能够承受高温和相当高 的湿度，所以 已经得到了广泛的应用。压力传感器原理在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在 的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁 酸铅压电陶瓷等等。 压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于 静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输 入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传 感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在加速度、压力 和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具 有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加 速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和

46、建筑的振动和冲击测量中已 经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。 压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度 的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发 的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。 它既可以用来测量大的 压力，也可以用来测量微小的压力。 压力传感器原理压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中， 比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的， 因为测量动态压 力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。 除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器， 利用应变效应的应变式传感器等， 这些不同的压力传感器利用不同的 效

47、应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。第四章、压力传感器原理与应用压力传感器是工业实践中最为常用的一 种传感器， 而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而 成的，这样的传感器也称为压电传感器。 科学家根据晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体 介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效 应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压 力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。 这个效应研制出了压力传感器。 压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和 磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电

48、效应就是 在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在， 但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的 “居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比 较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有 很大的压电灵敏度和压电系数， 但是它只能在室温和湿度比较低的环 境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高 的湿度，所以 已经得到了广泛的应用。压力传感器原理在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在 的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁 酸铅压电陶瓷等等。 压电效应是压电传感器的主要工作原理，压

49、电传感器不能用于 静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输 入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传 感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在加速度、压力 和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具 有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加 速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已 经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。 压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度 的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发 的一瞬间的膛压的变化和炮口

50、的冲击波压力。 它既可以用来测量大的 压力，也可以用来测量微小的压力。 压力传感器原理压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中， 比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的， 因为测量动态压 力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。 除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器， 利用应变效应的应变式传感器等， 这些不同的压力传感器利用不同的 效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。第五章、工作原理一基于 NPX1 传感芯片的发射模块设计传感模块的硬件电路设计 NPX 是高精度传感器和低功耗单片机的集成芯片，是应用于 TPMS 的专用芯片，具有功能完善、性能 可靠、应用灵活等显著优点。主要实现对轮胎压力/温度的测量、信号放大、A/D 转化、数据的计算和校准、 数字信号编码输出等过程。 T5754 是高增益输出的射频芯片，通过不同的外围电路设计可以实现 ASK/FSK 调制信号。外部晶振 Y 1 为该芯片提供基准频率，不同的频率经过 32 倍频后，可以实现 315MHz 或 434MHz 的射频信号。 图 2 是胎压传感模块的原理图，软件设置 P14 作为数据流输出端口，数据流的高低电平不断切换开集 电极三极管 Q1 的导通和闭合，而达到对晶振 Y1 负载电容 C7|C8 的容值改变，由此影响晶振的谐振频率， 实现 FS