智能差壓傳感器的基本結構

差壓傳感器在工業過程自動化領域中應用非常廣泛,可以進行流體的流量 、液位、密度等參數的測量。 由于工業現場經常是高溫、低溫、腐蝕、振動、沖擊、輻射等惡劣環境,以及工藝流程的大型化、復雜化、計算機精確智能控制的要求等,對傳感器的準確度、長期穩定性、可靠性等均提出很高的要求, 因此, 差壓傳感器研究受到了國內外的高度重視。影響差壓傳感器測量準確度的主要原因在于:傳感器的輸出 — 輸入特性具有非線性特性且隨時間而發生漂移;差壓信號容易受環境溫度、靜壓等的變化而產生漂移。 對傳感器輸出 — 輸入特性的建模, 傳統的方法有最小二乘直線、獨立直線等, 但不能滿足高精度測量的要求。 采用分段線性化和多項式建模也是采用較多的方法, 但同樣存在標定要求高、階次難確定等問題

影響差壓傳感器準確測量的主要因素為:非線性誤差、重復性誤差、零位時漂、熱零點和熱靈敏度漂移,。

智能差壓傳感器的基本結構

智能差壓傳感器采用模塊化結構設計, 其基本結構可分為傳感模塊和傳感器模塊, 如圖 所示。傳感模塊包括差壓、靜壓、溫度 3種傳感器及1片E2PROM。靜壓和溫度傳感器可提供測量現場實時的靜壓和溫度信號, 從而實現差壓傳感器的靜壓和溫度補償, 提高對差壓的測量精度。傳感器模塊的核心是微處理器系統, 主要實現信號處理和 DP從站接口通信兩大功能。 首先, 將傳感模塊輸出的微弱電信號放大、濾波調理后,經 A/D轉換器轉換為數字信號, 送入微處理器, 用內置的軟件程序對輸入信號進行非線性修正、誤差補償、工程量計算等操作;然后, 通過嵌入的 PROFIBUS — DP現場總線通信模塊將所需數據傳輸至主站或監測節點以及實現傳感器與其他現場設備之間的信息交換。 主站通過 PROFIBUS可對 DPT進行組態、診斷、參數設置等操作。從站模塊的設計也采用了模塊化的設計思想。 從站被設計成可插拔的接口卡形式。 這樣, DP從站模塊或傳感器模塊任一出現故障或需要更換都不會影響到整個的系統,僅僅需要更換或升級相應的模塊。