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压力变送器的系统设计要求有哪些

作者:admin 时间:2018-12-22 16:14

压力变送器系统要求能够满足以下几点设计要求:

(1)可测范围:0~1MPa—(表压),且量程可选;

(2)显 示:4位数码显示(),4~20mADC输出;

(3)附加要求:上、下限报警;

(4)测量精度:±1%。

 总体设计方案

为了实现更高精度的测量,获得更加智能的人机交互,本次设计为基于单片机的智能压力测量系统。该智能压力变送器基本原理是通过压力传感器把压力信号转换成电压信号,该电压信号经放大后,送至模/数转换电路,将其转换为数字信号以便单片机处理,最后由LED数码管进行显示,并以工业生产中标准的4-20mA的电流信号输出。在测量的过程中可以人为地通过独立键盘进行设置测量的上下限,当输入的压力超出上下限时,蜂鸣器启动报警。

智能压力变送器,选用的的单片机为常见的AT89C51单片机,将压力经过压力传感器变为电信号,在三运放差分放大电路下,对电压信号进行放大,通过A/D转换器将电压信号转换为单片机可以处理的数字量。在该系统中,用于电压信号采样的A/D转换器为ADC0809。ADC0809是8位分辨率的CMOS型逐次逼近式A/D转换器,它可实现8路多路模拟开关以及与单片机直接相连。转换输出的数字量最高分辨可达256级,可以适应一般单片机应用系统的模拟量转换要求,同时也满足本设计的精度测量需要:±1%。为了提高单片机系统I/O口线的利用效率,设计采用了74LS164进行数据移位至数码管显示。74LS164是CMOS型8 位边沿触发式移位寄存器,可以实现串行输入数据,然

后并行输出的功能,它通过限流电阻直接与8位数码显示管相连,然后通过数据移位功能将压力值在数码管上显示出。为了获得4~20mA标准输出电流,设计采用了DAC0832标准8位D/A转换器进行数模转换输出电流信号,由于经过D/A转换的电流输出量十分微弱,因此可先将电流信号通过运算放大器转换为电压信号,再利用ISO EM直流(电压/电流)信号隔离器,把电压信号转化为4-20mA标准电流输出

本次设计是以单片机为核心的压力测量变送器,首先,外部施加给应变片一个压力信号,然后应变片将信号转换成易测量的电信号作为输出,通过测量桥路,多级放大电路将该电信号进行放大,将通过A/D模数转换的数字信号输入至单片机进行数据处理,最后数据送给LED数码管显示,并实现键盘输入控制、4~20mADC输出、上下限报警等功能。

压力变送器广泛应用于石油、化工、冶金、电力、食品、造纸、医药、机械制造等行业。压力变送器具有工作可靠、性能稳定、安装使用方便、体积小、重量轻、性能价格比高等点,能在各种正负压力测量中得到广泛应用。
1、压力上去变送器输出上不去:此种情况,应先检查压力接口是否漏气或者被堵住,如正常。需检查接线方式,如接线正确无误。接下来检查电源,如电源正常。请查看传感器零位是否有输出,或者进行简单加压看输出是否有变化。有变化证明传感器没有损坏,如果无变化传感器确认损坏。出现这种情况的其他原因还可能是仪表损坏(如PLC量程设置问题等等)。
2、加压变送器输出不变化,再加压变送器输出突然变化,泄压变送器零位回不去。产生此现象的原因有可能是压力传感器密封圈引起,在我们的客户使用中遇到过多次。一般是因为密封圈规格原因(太软或太厚),传感器拧紧时,密封圈被压缩到传感器引压口里面堵塞传感器,加压时压力介质进不去,但是压力是很大时突然冲开密封圈,压力传感器受到压力而变化,而压力再次降低时,密封圈又回位堵住引压口,残存的压力释放不出,因此传感器零位又下不来。排除此原因的**方法是将传感器卸下,直接察看零位是否正常,如果正常更换合适的密封圈再试。

3、压力变送器输出信号不稳,故障原因如下:
(1)、因安装位置有振动致使传感器振动厉害
(2)、仪表或压力传感器抗干扰能力不强
(3)、压力源本身是一个不稳定的压力
(4)、传感器接线不牢
(5)、传感器故障
4、变送器接电无输出,故障原因如下:
(1)、接错线(需同时检查二次仪表和传感器)
(2)、电源无输出或电源不匹配
(3)、导线本身的断路或短路
(4)、仪表损坏或仪表不匹配
(5)、传感器损坏
5、变送器与指针式压力表对照偏差大,首先出现偏差是正常的现象,其次确认正常的偏差范围,确认正常误差范围的方法:
算出压力表的误差值例如:压力表量程为30bar,精度,*小刻度为正常的误差为:30bar*+0.2*(视觉误差)=5bar