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壓力變送器的系統設計要求有哪些

作者:admin 時間:2018-12-22 16:14

壓力變送器系統要求能夠滿足以下幾點設計要求:

(1)可測范圍:0~1MPa—(表壓),且量程可選;

(2)顯 示:4位數碼顯示(),4~20mADC輸出;

(3)附加要求:上、下限報警;

(4)測量精度:±1%。

 總體設計方案

為了實現更高精度的測量,獲得更加智能的人機交互,本次設計為基于單片機的智能壓力測量系統。該智能壓力變送器基本原理是通過壓力傳感器把壓力信號轉換成電壓信號,該電壓信號經放大后,送至模/數轉換電路,將其轉換為數字信號以便單片機處理,最后由LED數碼管進行顯示,并以工業生產中標準的4-20mA的電流信號輸出。在測量的過程中可以人為地通過獨立鍵盤進行設置測量的上下限,當輸入的壓力超出上下限時,蜂鳴器啟動報警。

智能壓力變送器,選用的的單片機為常見的AT89C51單片機,將壓力經過壓力傳感器變為電信號,在三運放差分放大電路下,對電壓信號進行放大,通過A/D轉換器將電壓信號轉換為單片機可以處理的數字量。在該系統中,用于電壓信號采樣的A/D轉換器為ADC0809。ADC0809是8位分辨率的CMOS型逐次逼近式A/D轉換器,它可實現8路多路模擬開關以及與單片機直接相連。轉換輸出的數字量最高分辨可達256級,可以適應一般單片機應用系統的模擬量轉換要求,同時也滿足本設計的精度測量需要:±1%。為了提高單片機系統I/O口線的利用效率,設計采用了74LS164進行數據移位至數碼管顯示。74LS164是CMOS型8 位邊沿觸發式移位寄存器,可以實現串行輸入數據,然

后并行輸出的功能,它通過限流電阻直接與8位數碼顯示管相連,然后通過數據移位功能將壓力值在數碼管上顯示出。為了獲得4~20mA標準輸出電流,設計采用了DAC0832標準8位D/A轉換器進行數模轉換輸出電流信號,由于經過D/A轉換的電流輸出量十分微弱,因此可先將電流信號通過運算放大器轉換為電壓信號,再利用ISO EM直流(電壓/電流)信號隔離器,把電壓信號轉化為4-20mA標準電流輸出

本次設計是以單片機為核心的壓力測量變送器,首先,外部施加給應變片一個壓力信號,然后應變片將信號轉換成易測量的電信號作為輸出,通過測量橋路,多級放大電路將該電信號進行放大,將通過A/D模數轉換的數字信號輸入至單片機進行數據處理,最后數據送給LED數碼管顯示,并實現鍵盤輸入控制、4~20mADC輸出、上下限報警等功能。

壓力變送器廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、食品、造紙、醫藥、機械制造等行業。壓力變送器具有工作可靠、性能穩定、安裝使用方便、體積小、重量輕、性能價格比高等點,能在各種正負壓力測量中得到廣泛應用。
1、壓力上去變送器輸出上不去:此種情況,應先檢查壓力接口是否漏氣或者被堵住,如正常。需檢查接線方式,如接線正確無誤。接下來檢查電源,如電源正常。請查看傳感器零位是否有輸出,或者進行簡單加壓看輸出是否有變化。有變化證明傳感器沒有損壞,如果無變化傳感器確認損壞。出現這種情況的其他原因還可能是儀表損壞(如PLC量程設置問題等等)。
2、加壓變送器輸出不變化,再加壓變送器輸出突然變化,泄壓變送器零位回不去。產生此現象的原因有可能是壓力傳感器密封圈引起,在我們的客戶使用中遇到過多次。一般是因為密封圈規格原因(太軟或太厚),傳感器擰緊時,密封圈被壓縮到傳感器引壓口里面堵塞傳感器,加壓時壓力介質進不去,但是壓力是很大時突然沖開密封圈,壓力傳感器受到壓力而變化,而壓力再次降低時,密封圈又回位堵住引壓口,殘存的壓力釋放不出,因此傳感器零位又下不來。排除此原因的**方法是將傳感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更換合適的密封圈再試。

3、壓力變送器輸出信號不穩,故障原因如下:
(1)、因安裝位置有振動致使傳感器振動厲害
(2)、儀表或壓力傳感器抗干擾能力不強
(3)、壓力源本身是一個不穩定的壓力
(4)、傳感器接線不牢
(5)、傳感器故障
4、變送器接電無輸出,故障原因如下:
(1)、接錯線(需同時檢查二次儀表和傳感器)
(2)、電源無輸出或電源不匹配
(3)、導線本身的斷路或短路
(4)、儀表損壞或儀表不匹配
(5)、傳感器損壞
5、變送器與指針式壓力表對照偏差大,首先出現偏差是正常的現象,其次確認正常的偏差范圍,確認正常誤差范圍的方法:
算出壓力表的誤差值例如:壓力表量程為30bar,精度,*小刻度為正常的誤差為:30bar*+0.2*(視覺誤差)=5bar

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