力學(xué)變送器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片差壓變送器、半導(dǎo)體應(yīng)變片差壓變送器、壓阻式差壓變送器、電感式差壓變送器、電容式差壓變送器、諧振式差壓變送器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用為廣泛的是壓阻式差壓變送器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。

　　差壓變送器中的是工業(yè)實(shí)踐中為常用的一種重量變送器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)

　　差壓變送器是測量變送器兩端壓力之差的變送器，輸出標(biāo)準(zhǔn)信號（如 4~20mA、0~5V）。差壓變送器與一般的壓力變送器不同的是它們均有2個(gè)壓力接口， 差壓變送器一般分為正壓端和負(fù)壓端，一般情況下， 差壓變送器正壓端的壓力應(yīng)大于負(fù)壓段壓力才能測量。

差壓變送器的工作原理

　　差壓變送器的基本原理是、將一個(gè)空間用敏感元件（多用膜盒）分割成兩個(gè)腔室，分別向兩個(gè)腔室引入壓力時(shí)，傳感器在兩方壓力共同作用下產(chǎn)生位移（或位移的趨勢），這個(gè)位移量和兩個(gè)腔室壓力差（差壓）成正比，將這種位移轉(zhuǎn)換成可以反映差壓大小的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。

　　實(shí)際構(gòu)造中，敏感元件的結(jié)構(gòu)，腔室的形式，位移轉(zhuǎn)換的方式，標(biāo)準(zhǔn)信號的格式 都有很多種。

　　壓力變送器是一連生產(chǎn)歷程主動化中歷程檢測和控制體系的重要構(gòu)成部門。其作用是將壓力等被測工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電（氣）同一尺度信號，然后將此信號送至別的單位以實(shí)現(xiàn)對上述工藝參數(shù)的主動檢測或主動調(diào)治。智能壓力變送器布局如圖3.1 所示。

　　壓力變送器工作原理是被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片的兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。

　　當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。壓力變送器和壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力室大氣壓或真空。

　　a/d轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它進(jìn)行傳感器線性化。重置測量范圍。工程單位換算、阻尼、開方，傳感器微調(diào)等運(yùn)算，以及診斷和數(shù)組通信。

　　電容式壓力變送器工作原理

　　當(dāng)壓力直接作用在測量膜片的表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，測是膜片上的高精度電路將這個(gè)微小的形變變換成為與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，然后采用專用芯片將這個(gè)電壓信號轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流信號或者1-5V電壓信號。

　　由于測量膜片采用標(biāo)準(zhǔn)話集成電路，內(nèi)部包含線性及溫度補(bǔ)償電路，所以可以做到高精度和高穩(wěn)定性，變送電路采用專用的兩線制芯片，可以保證輸出兩線制4-20mA電流信號，方便現(xiàn)場接線。

　　擴(kuò)散硅壓力變送器工作原理

　　被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。

　　陶瓷壓力變送器工作原理

　　壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號。

　　應(yīng)變片式壓力變送器工作原理

　　電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分。電阻應(yīng)變片應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。

　　差壓變送器故障診斷方法

　　除了回顧故障發(fā)生前的打火、冒煙、異味、供電變化、雷擊、潮濕、誤操作、誤維修等情況；以及觀察回路的外部損傷、導(dǎo)壓管的泄漏，回路的過熱，供電開關(guān)狀態(tài)等現(xiàn)象外，還應(yīng)通過檢測來診斷故障。

　　1 ．?dāng)嗦窓z側(cè)：將懷疑有故障的部分與其他部分分割開來，查看故障是否消失，如果消失，則可確定故障在此處。否則可進(jìn)行下一步查找，如：智能差壓變送器不能正常 Ha 性遠(yuǎn)程通訊，可將電源從儀表本體中斷開

　　用現(xiàn)場另加電源的方法為變送器通電進(jìn)行通訊，以查看是否疊加有約 Zk - HZ 的電磁信號而干擾通訊。

　　2 ．短接檢測：在保證安全的情況下，將相關(guān)部分回路直接短接，如：差壓變送器輸出值偏小，可將導(dǎo)壓管斷開，從一次取壓閥外將差壓信號直接弓 l 到差壓變送器雙側(cè)，觀察變送器輸出，以判斷導(dǎo)壓管路有無堵、漏及連通性。

　　3 ．替換檢測：更換懷疑有故障的部分，判斷故障部位。如：懷疑變送器電路板發(fā)生故障，可臨時(shí)更換一塊，以確定原因。

　　4 ．分部檢側(cè)：將測皿回路分割成幾個(gè)部分（如：供電電源、信號輸出、信號變送、信號檢測），按各部分分別檢查，由簡至繁，由表及里，縮小范圍，找出故障位置。 三、常見故障檢修

　　1 ．輸出過大的可能原因和解決方法：

　　（ l ）導(dǎo)壓管。檢查導(dǎo)壓管是否泄漏或堵塞；檢查截止閥是否全開；檢查氣體導(dǎo)壓管內(nèi)是否有液體，液體導(dǎo)壓管內(nèi)是否有氣休；檢查變送器壓力容室內(nèi)有無沉積物。

　?。?2 ）變送器的電氣連接。檢查變送器的傳感器組件連接情況．保證接插件接觸處清潔；檢查 8 號插針是否可靠接表殼地。 ．‘

　?。?3 ）變送器電路故障。用備用電路板代換檢查、判斷有故障的電路板及更換有故障的電路板。

　?。?4 ）檢查電源的輸出是否符合所需的電壓值。

　　2 ．輸出過小或無輸出的可能原因和解決方法：

　?。?1 ）導(dǎo)壓管。檢查導(dǎo)壓管是否泄漏或堵塞；檢查液體導(dǎo)壓管內(nèi)是否有氣體；檢查變送器壓力容室內(nèi)有無沉積物；檢查截止閥是否開全，平衡閥是否關(guān)嚴(yán)。

　?。?2 ）變送器的電氣連接。檢查變送器傳感器組件的引出線是否短接；檢查 8 號插針是否可靠接表殼地；保證接插件接觸處清潔；檢查各調(diào)節(jié)螺釘是否在控制范圍內(nèi)。

　　（ 3 ）接線回路。檢查加到變送器上的電壓是否正常；檢查回路是否短路或多點(diǎn)接地。

　　（ 4 ）變送器電路故障。同樣也可用備用電路板替代來判斷分析有故障的電路板或更換有故障的電路板。

　　3 ．輸出不穩(wěn)定可能原因和解決方法：

　?。?l ）接線回路。檢查回路是否有間歇性短路、開路或多點(diǎn)接地現(xiàn)象；檢查加到變送器上的電壓是否合適；

　?。?2 ）被測液體波動。調(diào)整電路的阻尼作用的大小。

　?。?3 ）檢查氣體導(dǎo)壓管內(nèi)是否有液休，液體導(dǎo)壓管內(nèi)是否有氣體。

   （ 4 ）保證接插件接觸處清潔，檢查傳感器組件的接地情況。

　?。?5 ）用備用電路板替代有故障的變送器電路板來判斷故障及更換有故障的電路板。

　　由于差壓變送器與壓力變送器測量應(yīng)用上的相通性，本文中有些方法也同樣適用干壓力變送器的故障診斷。