壓差傳感器的工作原理是什么?

壓差傳感器的工作原理是采用高、低壓端均采用隔離膜片保護(hù),兩個壓腔均可接觸具有一定腐蝕性的流體介質(zhì),被測差壓通過隔離膜片和充灌的硅油傳遞到硅壓敏元件上,實(shí)現(xiàn)差壓的精確測量。

差壓變送器利用差壓傳感器導(dǎo)體硅材料的壓阻效應(yīng),實(shí)現(xiàn)差壓與電信號的轉(zhuǎn)換。敏感芯片上的惠斯登電橋輸出的信號與差壓有著良好的線性關(guān)系,從而可以實(shí)現(xiàn)對被測差壓的準(zhǔn)確測量。

通常,壓差傳感器由兩個敏感元件組成,中間由流體或氣體充填。當(dāng)流體或氣體通過傳感器時,由于流體速度或管道幾何形狀的改變,壓差產(chǎn)生,進(jìn)而引起傳感器內(nèi)部的力變化。這種力的變化可以通過敏感元件的形變或電阻、電容、電感等物理量的變化來測量。

充滿管道的流體,當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時,流速將在節(jié)流件處形成局部收縮,因而流速增加,靜壓力降低,于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大,產(chǎn)生的壓差愈大,這樣可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。

傳感器通過一定的設(shè)計結(jié)構(gòu)或按規(guī)定安裝,把壓力前后相差的變化轉(zhuǎn)換傳感器內(nèi)置壓敏元件的變化,再把輸出由壓敏元件形變產(chǎn)生微弱信號進(jìn)行處理調(diào)制或再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換和芯片運(yùn)算處理,輸出模擬信號或數(shù)字信號。比如電容式差壓變送器,壓力變送器被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,作用在敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上,通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時,致使測量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。接著進(jìn)行信號調(diào)制得到調(diào)制電流,A/D 轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,其值被微處理器用來判定輸入壓力值。

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