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浅谈关于压力变送器小型化的优势性能讲解

编辑:发表时间:2019-07-12


      大家压力变送器系统可以用最好的方式描述为“嵌入式,”并且有两种不同的方式。首先,压力变送器和下游电子设备嵌入同一外壳中。其次,压力变送器的封装本身非常适合嵌入特定应用系统中。根据要求,输出信号是标准化的并且是温度补偿的(比例式或数字式)。

      得益于企业开发的新技术,压力变送器小型化的趋势现已成为现实。这种发展可以提供令人印象深刻的优势:极其紧凑的结构设计,高电阻噪声阻抗,以及低质量和短传导路径的高抗振性。

      为了清楚地说明,新技术意味着直接安装在压力变送器旁边,在同一个外壳中,为用户提供一系列有益的功能。然而,这并没有使压力测量胶囊更大;它的外部尺寸保持不变。这种变送器概念可用于4L-9L的外壳,直径为11mm。

      烧结耐压玻璃引入线向外馈送变送器信号。内部接线使用短而轻的接合线,完全排除油中的空气。首先,这种方法消除了在压力变送器的其余安装过程中连接带有多线电缆的金银丝信号处理板的需要。其次,没有必要保护下游电子设备免受潮湿和冷凝。

      与高级钢外壳一起,玻璃引线穿过电容器,形成法拉第笼。这使新技术对电场具有极强的弹性。甚至在高达4GHz的频率下250V / m的场强也不能影响测量信号。数字接口必须由设备制造商自己保护。大家设计为具有相应外设的微控制器,因此变送器信号可以高分辨率和动态注册。除了这样的过程压力之外,还测量压力变送器的温度,并在处理信号时用于数学补偿。

      压力变送器提供两个信号性能:比例模拟电压输出和数字内部集成电路接口。



比例输出信号

      输出信号的比例格式的秘密在于它实际上根本没有格式,因为它取决于所提供的电压。这对于集成系统中的应用来说是一个不可估量的优势。如果变送器下游的模数转换器使用相同的电源电压运行,则数字测量值将始终正确。这是因为数字化步骤取决于电压供应的高度,但步数不是,而且它们的数量是关键因素。使用比率信号大大减少了从压力变送器到下游电子设备中的转换器的信号传递费用,并且不需要校准步骤;在连接到带有集成转换器的微控制器的特定情况下,该费用等于零。然而,为输出信号指定了一个间隔,即对于5.0V的供电电压为0.5-4.5V。通过稳定和精确的电源电压,该间隔也可以直接用作“标准信号”2 kHz的采样率为基于AD / DA原理的产品提供了非常好的动态范围。此外,采用新技术的嵌入式电子元件可在高达±33 VDC的所有线路上提供持续的过压和极性反转保护。

数字内部集成电路接口。

      与压力测量胶囊尺寸相同的压力变送器永远不会直接连接到现场总线系统。相反,相应的耦合模块具有相应的输入接口,例如用于内部集成电路或接口。多年来,这一直是嵌入式系统中应对短距离的系列标准。主机需要两条线用于串行数据,脉冲(时钟)用于同步采样。因此,没有为主站指定时序要求。事实上,它确定了时序。每个压力发送器都有自己的地址,由主设备寻址。在现有配置中,一个主设备可以管理128个不同的地址。压力和温度值通过船长的要求进行登记,然后在不到10ms的时间内在变送器(从站)上可用,这样它们就可以根据指定的协议进行计时。这些值是温度补偿和标准化的,它们只需要从15位整数缩放到单位的压力和/或温度。



移动应用

      与具有比率输出的版本不同,输出的版本可以在仅1.8-3.6 VDC的电压下工作,因此它们为移动电池供电应用做好了充分准备。然而,在这种情况下,功能还包括小于10ms的短转换时间(在此期间仅消耗1.5mA)和优化的睡眠模式:除非它们被轮询,否则发送器保持在此模式,这通常是指定的为0.1μA。如果主机允许适当的快速通信,则可以获得每秒100个样本。

适合所有人的压力变送器

      典型的关键数据根据输出信号的格式而变化,比例或数字。通过模拟输出,压力变送器可在-40°C至+ 150°C的温度范围内使用,而输出的上限为80°C。模拟版本的压力范围从2 bar到1000 bar; 对于数字版本,范围从2bar到200 bar。对于更大的动态范围和更高的功耗,最高可达8mA,应选择模拟版本。对于低电压和低功率应用,建议使用数字版本(也提供温度信息)。

摘要

      大家的压力变送器预示着高集成度压力测量技术发展史上的新篇章。概念将信号处理直接转移到由不锈钢制成的保护性充油压力测量舱壳体中。这里有线性化,温度补偿和参数化处理。为了集成到更高级别的系统或电池供电设备,可提供带有比例电压输出或串行数字接口的版本。根据具体应用,可以提供各种结构设计。


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