1 電容式差壓變送器的原理

    電容式差壓變送器是應用變電容原理工作的， 先將壓力的變化轉換為電容量的變化，然后進(jìn)行測量。利用彈性元件受壓變形來(lái)改變可變電容器的電容量，從而實(shí)現壓力———電容的轉換。

    電容式差壓變送器由測量環(huán)節和轉換環(huán)節組成。測量環(huán)節用來(lái)感受被測壓力并將其轉換成電容量的變化； 轉換環(huán)節將電容量的變化轉換成標準電流信號。電容式傳感器的基本工作原理可以用平板電容器來(lái)說(shuō)明。設兩極板相互覆蓋的有效面積為A，兩極板間的距離為d，極板間介質(zhì)的介電常數為綴，在忽略板極邊緣影響的條件下，平板電容器的電容量C 為C=綴A/d。

    由以上公式可以看出，綴、A、d 三個(gè)參數都直接影響著(zhù)電容量C 的大小。如果保持其中兩個(gè)參數不變，而使另外一個(gè)參數改變，則電容量就將發(fā)生變化。如果變化的參數與被測量之間存在一定函數關(guān)系， 那被測量的變化就可以直接由電容量的變化反映出來(lái)。所以電容式傳感器可以分為三種類(lèi)型：改變極板面積的變面積式，改變極板距離的變間隙式，改變介電常數的變介電常數式。

 

 

   電容式差壓變送器的原理圖如圖1 所示。傳感器有左右兩個(gè)固定極板，在兩個(gè)固定極板之間是彈性材料制成的測量膜片，作為電容的中央動(dòng)極板。在測量膜片兩側的空腔中充滿(mǎn)硅油，硅油可以均勻地把力作用到感壓膜片上。電容式差壓變送器的結構可以有效地保護測量膜片， 當差壓過(guò)大并超過(guò)允許測量范圍時(shí)， 測量膜片將平滑地貼靠在凹球面上， 因此測量膜片不易損壞。與力矩平衡式差壓變送器相比，電容式差壓變送器沒(méi)有杠桿傳動(dòng)機構，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性好，測量精度高，可達0.2 級。

 

2、靜壓誤差

    差壓變送器的校準通常是在負壓室通大氣的壓力下進(jìn)行的，但是一旦差壓變送器安裝到現場(chǎng)實(shí)際使用時(shí)，往往是在正、負壓側同時(shí)通入一定的工作壓力， 這時(shí)會(huì )發(fā)現零位和滿(mǎn)量程會(huì )出現一定的偏移。我們把差壓變送器的這種正、負同時(shí)通入相同靜壓得到的零位輸出，偏離大氣校驗時(shí)的誤差稱(chēng)為靜壓誤差。差壓變送器的靜壓誤差直接影響到差壓變送器的綜合誤差。差壓變送器的綜合誤差E 大體上由三個(gè)部分組成， 儀表本身的測量精度Ac、環(huán)境溫度變化帶來(lái)的誤差T、靜壓變化帶來(lái)的誤差Sp，根據系統誤差確定方法可知差壓變送器的綜合誤差：

 

 

    由此可見(jiàn)， 靜壓誤差對于差壓變送器來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的影響。當應用差壓變送器測量流量時(shí)，如果不對靜壓誤差進(jìn)行補償或校正，將會(huì )給流量的測量帶來(lái)較大的影響。例如，用差壓式流量計測量流量，在常用壓力條件下，靜壓誤差為±0.5%FS，如果未進(jìn)行調整投入運行，實(shí)際靜壓誤差為7.1%FS，而在相對流量較小時(shí)這種影響更大。

 

3、1151 電容式差壓變送器的校驗

    為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力，運用理實(shí)一體化的教學(xué)模式，實(shí)訓中采用1151 電容式差壓變送器�，F將1151 電容式差壓變送器校驗的實(shí)訓過(guò)程簡(jiǎn)述如下。

    shou先認識1151 電容式差壓變送器，包括外形、銘牌等相關(guān)內容，加深學(xué)生的直觀(guān)認識；然后學(xué)會(huì )使用精密數字壓力計并且能夠正確連接精密數字壓力計， 運用精密數字壓力計顯示壓力和電流信號的大��；對精密數字壓力計和1151 電容式差壓變送器進(jìn)行電路連接，兩者采用兩線(xiàn)制連接方式；對1151 電容式差壓變送器進(jìn)行校驗；處理實(shí)訓數據；#后是設備復位整理；除此之外還專(zhuān)門(mén)強調文明操作加強學(xué)生的安全意識。

 

4、靜壓誤差產(chǎn)生的原因與試驗

   電容式差壓變送器的核心部分是一個(gè)球面電容器。在測量膜片的左右兩室中充滿(mǎn)了硅油， 當隔離膜片分別承受高壓和低壓時(shí)， 硅油的不可壓縮性和流動(dòng)性將壓力傳遞給測量膜片的左右面上。因為測量膜片在焊接前有一定的預張力， 當差壓為零時(shí)，測量膜片的左右面非常平整，兩側的電容量完全相等，電容量差值為零；當兩側有差壓時(shí)，高壓側電容量與低壓側電容量不同，測出電容量的差值便可得到被測差壓的數值。

    測量膜片有效面積的變化、測量膜片預張力的變化會(huì )直接影響到靜壓誤差的產(chǎn)生。對于電容式差壓變送器來(lái)說(shuō)，隨著(zhù)通入壓力的增加，測量膜片的形變增大，其繃緊的程度也在增加，這就使得測量膜片隨著(zhù)靜壓的增大而不斷繃緊， 從而使電容式差壓變送器在使用時(shí)，不可避免地會(huì )產(chǎn)生靜壓誤差。此外，變送器長(cháng)時(shí)間使用后，造成正、負壓室膜盒有效面積不相等，變送器在重裝或改變范圍后，影響膜片的預緊力，都會(huì )帶來(lái)靜壓誤差。