【文章內(nèi)容簡介】 并連接成惠斯頓電橋形式，如圖 所示。電橋用恒壓源或恒流源激勵。通過 MEMS 技術(shù)在硅膜片上形成一個壓力室，一側(cè)與取壓口相通，另一側(cè)與大氣相連，或做成標準的真空室。當被測壓力作用在膜片上產(chǎn)生差壓時，使得膜片一部分壓縮一部分拉伸，位于膜片壓縮區(qū)的電阻變小，位于膜片拉伸區(qū)的電阻變大，電橋失去平衡。電橋的輸出電壓反映了膜片上所受的壓力差。 圖 壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 圖 惠斯頓電橋 1－低壓室； 2－高壓室； 3－硅杯； 4－引線； 5－硅膜片 ? 三、擴散硅壓阻傳感器的特點 ? 單晶硅材料純度高、功耗小、滯后和蠕變極小、機械穩(wěn)定性好，而且傳感器的制造工藝和硅集成電路工藝有很好的兼容性，所以以擴散硅壓阻傳感器作為檢測元件的壓力檢測儀表得到了廣泛的應用。 ? 擴散硅式壓力傳感器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好和精度高等優(yōu)點。通常硅杯尺寸十分小巧緊湊，直徑約為 ~10mm。膜厚 δ=50~500μm。 ? 上海調(diào)節(jié)器廠引進山武 霍尼威爾（ YamatakeHoneywell）公司的 ST3000 系列智能壓力、差壓變送器，就是根據(jù)擴散硅應變電阻原理工作的。在硅杯上除制作了感受差壓的應變電阻外，還同時制作出感受溫度和靜壓的元件，即把差壓、溫度、靜壓三個傳感器中的敏感元件，都集成在一起組成帶補償電路的傳感器，將差壓、溫度、靜壓這三個變量轉(zhuǎn)換成三路電信號，分時采集后送入微處理器。微處理器利用這些數(shù)據(jù)信息，能產(chǎn)生一個高精確度的，溫度、靜壓特性優(yōu)異的輸出。 四、 ST3000系列智能壓力、差壓變送器簡介 ? 1. ST3000系列智能壓力、差壓變送器的結(jié)構(gòu)及各部件作用 圖 ST3000系列智能變送器原理結(jié)構(gòu)框圖 如圖 為 ST3000 系列智能壓力、差壓變送器原理結(jié)構(gòu)框圖。 ROM： ROM 里存有微處理器工作的主程序，它是通用的。 RAM：微處理器運算過程中必不可少的存儲器，它也是通過現(xiàn)場通訊器對變送器進行各項設定的記憶硬件例如變送器的標號、測量范圍、線性或開方輸出、阻尼時間常數(shù)、零點和量程校準等，一旦經(jīng)過現(xiàn)場通訊 器逐一設定之后，即使把現(xiàn)場通訊器從連接導線上去掉，變送器也應該按照已設定的各項數(shù)值工作，這是因為 RAM 已經(jīng)把指令存儲起來。 EEPROM： RAM 的后備存儲器，它是電可擦除改寫的 PROM。 I/O： 數(shù)字輸入輸出接口 I/O 的作用，一方面使來自現(xiàn)場通訊器的脈沖信號能從 4~20mA DC 信號導線上分離出來送入 CPU。 現(xiàn)場通訊器： 現(xiàn)場通訊器為便攜式，既可在控制室與某個變送器的信號導線相連，用于遠方設定或檢查，也可到現(xiàn)場接在變送器信號線端子上，進行就地設定或檢查。 2. 智能變送器的特點 智能變送器與現(xiàn)場通訊器配合起來，給運行維護帶來很大方便。維護人員不必往返于各個生產(chǎn)現(xiàn)場，更無需攀登塔頂或探身地溝去拆裝調(diào)整。這樣，既節(jié)省了時間和人力，也保證了維護質(zhì)量。微處理器的應用也直接提高了變送器的精度，主要體現(xiàn)于在 PROM 中存入了針對本變送器的特性修正公式，使其能達到 。而且在較大的量程和 50% 以上的輸出下，平方根輸出的精度也能達到 級，這在常規(guī)差壓變送器很難做到。 第六節(jié) 電容式壓力傳感器 差動電容式壓力傳感器由測量部分和轉(zhuǎn)換放大電路組成，如圖 。 圖 差動電容式壓力變送器結(jié)構(gòu)圖 一、電容式壓力（差壓）傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理 差動電容式壓力變送器的測量部分常采用差動電容結(jié)構(gòu)，如圖 。中心可動極板（測量膜片）與兩側(cè)固定極板構(gòu)成兩個平面型電容?？蓜訕O板與兩側(cè)固定極板形成兩個感壓腔室，介質(zhì)壓力是通過兩個腔室中的填充液作用到中心可動極板。一般采用硅油等理想液體作為填充液，被測介質(zhì)大多為氣體或液體。隔離膜片的作用既傳遞壓力，又避免電容極板受損。 圖 差動電容式壓力變送器的差動電容結(jié)構(gòu) 當正負壓力 (差壓 )由正負壓導壓口加到膜盒兩邊的隔離膜片上時，通過腔室內(nèi)硅油液體傳遞到中心測量膜片上，中心感壓膜片產(chǎn)生位移，使可動極板和左右兩個極板之間的間距不相對稱，如圖 所示，形成差動電容，若不考慮邊緣電場影響，該差動電容可看作平板電容。 圖 有差壓時兩側(cè)電容的變化 二、差動電容式壓力變送器的電容 電流轉(zhuǎn)換放大電路 其作用是將式 (210 )差動電容的相對變化量提取出來，并轉(zhuǎn)化為 DC4～ 20mA 輸出。 1151 型電容式差壓變送器是這類變送器的典型產(chǎn)品，其轉(zhuǎn)換電路原理圖 。 圖 1151 型電容式差壓變送器轉(zhuǎn)換電路原理圖 三、差動電容式壓力變送器的特點 差動電容式壓力變送器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕、動態(tài)性能好、電容相對變化大、靈敏度高、零點和量程調(diào)整互不干擾，其性能較為優(yōu)越，獲得廣泛應用。 與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有杠桿傳動機構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性好，測量精度相應提高可達 級。 第七節(jié) 膜盒式壓力（差壓）變送器 一、膜盒式壓力（差壓）變送器的組成及工作原理 膜盒式壓力（差壓）變送器如圖 所示，它由測量部分和轉(zhuǎn)換部分組成。 測量部分 ：由測量波紋管、正負壓測量室、毛細管、硅油、膜片組成。其作用是把被測壓力 P或差壓 ΔP即 P1–P2)轉(zhuǎn)換成作用于主杠桿下端的輸入力 F。 轉(zhuǎn)換部分 ：由杠桿、密封片、噴嘴、擋板、反饋波紋管、彈簧等組成。其作用是將作用于主杠桿下端的輸入力 F進一步轉(zhuǎn)換為 20KPa~100KPa 的標準氣信號 P0輸出。 二、差壓變送器的特點 差壓變送器廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中。差壓變送器不僅可以用于測量壓力、差壓，也可以用來測量液位高度，其原理將在后續(xù)章節(jié)講到。在測量液位時，要考慮零點遷移問題。在差壓變送器的規(guī)格中 , 一般都注明是否帶正、負遷移裝置。型號后面加 A 的表示正遷移 。 加 B 的表示負遷移。一臺差壓變送器只具備一種性質(zhì) ( 或正、或負 ) 的遷移，所以使用者必須根據(jù)現(xiàn)場條件和要求針對選購。差壓變送器與單元組合儀表配套使用，組成壓力檢測系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)。 第八節(jié) 壓力測量儀表的應用 工業(yè)壓力變送器 數(shù)字壓力變送器 通用壓力變送器 隔離壓力變送器 高溫壓力變送器 隔離壓差變送器 隔離液位變送器 微壓變送器 電容壓力變送器 隔膜壓力變送器 絕壓變送器 雙膜壓差變送器 微型探針壓力計 暖風空調(diào)壓力計 濕式壓力變送器 本安壓力變送器 OEM血壓計 OEM壓力芯片