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在制造化纖、橡膠和塑料等產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)備中，常使用壓力變送器來(lái)測(cè)量過程的流體壓力，包括壓差、絕對(duì)壓力和表面壓力等，以便于對(duì)生產(chǎn)過程的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和控制，使其保持在期望的范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的壓力變送器，在產(chǎn)品安裝后必須通過效驗(yàn)設(shè)備對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行效驗(yàn)，這個(gè)過程將耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，且效驗(yàn)設(shè)備十分昂貴。為了解決上述問題，上海皓鷹測(cè)控技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“皓鷹”）研發(fā)了一種新的自動(dòng)調(diào)零壓力變送器，它具有節(jié)省資源、方便效驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)。
這種自動(dòng)調(diào)零壓力變送器主要由以下部件組成：感壓頭、感壓元件、引壓孔、與感壓元件相連接的進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換的應(yīng)變計(jì)、彈性體、直徑為 0.3mm的金屬毛細(xì)管、包裹毛細(xì)管的螺紋桿。其中，感壓元件為由高彈性的合金材料制成的感壓彈性元件，或是采用經(jīng)應(yīng)力釋放和硬度提升，并經(jīng)過真空熱處理和真空鈦碳化物鍍膜處理的15~5PH的不銹鋼Armoloy涂層感壓膜片，兩者均具有良好的耐高溫性能。感壓元件焊接于感壓頭上，并與毛細(xì)管相連接，毛細(xì)管上端為彈性體。位于彈性體上端的應(yīng)變計(jì)連接有可將所得信號(hào)放大，并與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相兼容的自動(dòng)調(diào)零（Auto-Zero）放大電路。感壓頭、彈性體及應(yīng)變計(jì)等元件皆位于一個(gè)封閉的殼體內(nèi)。
圖1 自動(dòng)調(diào)零壓力變送器結(jié)構(gòu)示意圖
其中：101——感壓彈性元件，102——引壓孔，104——螺紋桿，105——彈性體，106——應(yīng)變計(jì)，107——自動(dòng)調(diào)零（Auto-Zero）放大電路。
這種具有自動(dòng)調(diào)零功能的智能型高溫熔體壓力變送器，是將組成全橋的應(yīng)變計(jì)粘貼在毛細(xì)管的一端膜片上。測(cè)量時(shí)，一端膜片受壓，通過介質(zhì)傳遞到另一端粘貼好應(yīng)變計(jì)的彈性體上，應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化（俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)），并通過自動(dòng)調(diào)零放大電路進(jìn)行放大，再傳輸給PLC上位機(jī)控制顯示或執(zhí)行監(jiān)控。即自動(dòng)調(diào)零放大電路采用最新的CMOS工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大過程，直接輸出0.5~4.5V、0~5V、0~10V及4~20Ma的放大信號(hào)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行輸出信號(hào)零點(diǎn)和滿度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和效驗(yàn)。
圖2高溫熔體自動(dòng)調(diào)零壓力變送器
其中：1——自動(dòng)調(diào)零壓力變送器，104——螺紋桿，105——彈性體，106——應(yīng)變計(jì)，1001——感壓膜片，1002——毛細(xì)管，107——自動(dòng)調(diào)零（Auto-Zero）放大電路。
在實(shí)際工作過程中，被測(cè)流體的壓強(qiáng)，通過引壓孔傳遞到感壓彈性元件，以1:1傳遞給貼在感壓彈性元件上的彈性體及其上的應(yīng)變計(jì)，由于應(yīng)變電阻，組成惠斯登電橋�；诨⒖硕桑涸趶椥韵薅葍�(nèi)，物體的形變跟引起形變的外力成正比。因此，在壓力作用下，感壓彈性元件產(chǎn)生微量變形，其上端的應(yīng)變計(jì)感受其形變后，產(chǎn)生電阻效應(yīng)并輸出與作用壓力大小成正比的電信號(hào)，經(jīng)過自動(dòng)調(diào)零放大電路對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行放大整合，輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和數(shù)字通信信號(hào)，利用電腦或PLC系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)傳過程控制。
另外，自動(dòng)調(diào)零壓力變送器還可以測(cè)高溫流體的壓力。在工作過程中，流動(dòng)的高溫流體的壓強(qiáng)，以1:1通過感壓膜片及充滿傳遞介質(zhì)（通常是油類等實(shí)質(zhì)上不能壓縮的流體）的毛細(xì)管，然后經(jīng)由感壓頭傳遞到貼有應(yīng)變計(jì)的彈性體上。由于應(yīng)變計(jì)具有應(yīng)變電阻，整個(gè)系統(tǒng)隨機(jī)械形變而產(chǎn)生惠斯登電橋，從而實(shí)現(xiàn)將形變轉(zhuǎn)化為放大的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
類似蠕變補(bǔ)償，自動(dòng)調(diào)零壓力變送器通過選用不同補(bǔ)償量的應(yīng)變計(jì)進(jìn)行滯后補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了不銹鋼壓力變送器的滯后指標(biāo)調(diào)整。通過匹配試驗(yàn)，可以保證產(chǎn)品的線性、滯后及蠕變性能指標(biāo)控制在±0.02%F.S.以內(nèi)，并可以達(dá)到GB/T7551-1997國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和OLMLR60國(guó)際建設(shè)中規(guī)定的C3級(jí)要求。
皓鷹 的自動(dòng)調(diào)零壓力變送器集成度高、功耗低、靈敏度高、線性好、體積小，能在達(dá)到較高精度和穩(wěn)定性的前提下，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，使用時(shí)只需要通過一個(gè)按鍵就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的自動(dòng)效驗(yàn)和修正，避免了耗費(fèi)大量人力、時(shí)間及昂貴的效驗(yàn)設(shè)備，因此大大提高了使用者的生產(chǎn)效率。
