壓力變送器是一種將壓力信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號的傳感器設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制中。其工作原理可歸納如下：

1. 核心工作原理

壓力變送器通過敏感元件（如膜片、應(yīng)變片或電容極板）感知被測介質(zhì)的壓力，并將其轉(zhuǎn)換為可測量的電信號（如4-20mA、0-10V或數(shù)字信號）。關(guān)鍵步驟包括：

壓力感知：介質(zhì)壓力作用于敏感元件，產(chǎn)生微小形變或位移。

信號轉(zhuǎn)換：通過物理效應(yīng)（如壓阻、電容或壓電效應(yīng)）將形變轉(zhuǎn)換為電參數(shù)變化（如電阻、電容或電荷）。

信號處理：內(nèi)置電路對原始信號進(jìn)行放大、線性化和溫度補(bǔ)償，輸出標(biāo)準(zhǔn)化信號。

2. 主要技術(shù)類型及原理

(1) 壓阻式壓力變送器

原理：利用半導(dǎo)體或金屬應(yīng)變片的壓阻效應(yīng)。當(dāng)壓力作用時(shí)，應(yīng)變片電阻值發(fā)生變化，通過惠斯通電橋轉(zhuǎn)換為電壓信號。

特點(diǎn)：靈敏度高，但需溫度補(bǔ)償。

(2) 電容式壓力變送器

原理：壓力使膜片（可動(dòng)電極）與固定電極間的距離改變，導(dǎo)致電容值變化，通過振蕩電路轉(zhuǎn)換為電信號。

特點(diǎn)：抗干擾強(qiáng)，適用于低壓或微壓測量。

(3) 壓電式壓力變送器

原理：利用壓電材料（如石英）在壓力下產(chǎn)生電荷的特性，直接輸出電信號。

特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)壓力測量適用，但無法測靜態(tài)壓力。

(4) 諧振式壓力變送器

原理：壓力改變諧振元件的固有頻率，通過頻率檢測反推壓力值。

特點(diǎn)：精度高，應(yīng)用高。

3. 信號處理與輸出

放大與補(bǔ)償：原始信號經(jīng)放大器調(diào)理，并通過溫度補(bǔ)償電路消除環(huán)境影響。

AD轉(zhuǎn)換（數(shù)字變送器）：模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（如HART、Profibus協(xié)議）。

輸出：最終輸出標(biāo)準(zhǔn)信號（如4-20mA電流信號），便于遠(yuǎn)程傳輸至PLC或DCS系統(tǒng)。

4. 關(guān)鍵性能參數(shù)

量程：可測量的壓力范圍（如0-1MPa）。

精度：通常為±0.1%~±0.5%FS（滿量程）。

介質(zhì)兼容性：膜片材質(zhì)需適應(yīng)腐蝕性、高溫等工況。

長期穩(wěn)定性：受溫度漂移、老化等因素影響。

5. 典型應(yīng)用場景

工業(yè)過程控制：管道/容器壓力監(jiān)測。

流體系統(tǒng)：流量、液位間接測量（通過壓力推算）。

安全系統(tǒng)：超壓報(bào)警或聯(lián)鎖保護(hù)。