智能壓力變送器工作原理

1.工作原圖

圖1-1是變送器的基本工作原理，下面將敘述其工作原理和各部件的功能。

1.1“δ”室傳感器（敏感元件）

變送器的核心是一個(gè)電容式壓力傳感器，稱為“δ”室（見(jiàn)圖1-2）。傳感器是一個(gè)完全密封的組件，過(guò)程壓力通過(guò)隔離膜片和灌充液硅油傳到感壓膜片引起位移。傳感膜片和兩電容極板之間的電容差由電子部件轉(zhuǎn)換成4～20mA DC的二線制輸出的電信號(hào)。

1.2線路板模塊

變送器的線路板模塊是一塊采用專用集成電路（ASICS）和表面封裝技術(shù)的線路板。線路板接收來(lái)自傳感器的信號(hào)并進(jìn)行修正和線性化。線路板模塊的輸出部分將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)模擬輸出信號(hào)，并可與HART手操器和上位機(jī)軟件進(jìn)行通信。

1.2.1 A/D轉(zhuǎn)換

A/D轉(zhuǎn)換電路采用16位低功耗集成電路，將解調(diào)器輸出的模擬量電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，提供給微處理器作為輸入信號(hào)。

1.2.2微處理器

變送器的微處理器控制A/D和D/A的轉(zhuǎn)換工作，也能完成自診斷及實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊。工作時(shí)，一個(gè)數(shù)字壓力值被微處理器所處理，并作為數(shù)字存儲(chǔ)，以確保精密的修正和工程單位的轉(zhuǎn)換。此外，微處理器也能完成傳感器的線性化、量程比、阻尼時(shí)間以及其它功能設(shè)定。

1.2.3 EEPROM存儲(chǔ)器

EEPROM存儲(chǔ)所有的組態(tài)，特性化及數(shù)字微調(diào)的參數(shù)，存儲(chǔ)器為非易失性的，因此即使斷電，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)仍能完好保持，以**實(shí)現(xiàn)智能通訊。

1.2.4 D/A轉(zhuǎn)換

D/A轉(zhuǎn)換將微處理器送來(lái)的經(jīng)過(guò)校正的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA模擬信號(hào)并輸出給回路。

1.2.5數(shù)字通訊

通過(guò)一臺(tái)通訊器，對(duì)變送器進(jìn)行測(cè)試和組態(tài)。或者通過(guò)任意支持HART通訊協(xié)議的上位系統(tǒng)主機(jī)完成通訊。HART協(xié)議使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的BELL202頻率相移鍵控（FSK）技術(shù)，以1200Hz或2200Hz的數(shù)字信號(hào)疊加在4～20mA的信號(hào)上實(shí)現(xiàn)通訊，通訊時(shí)，頻率信號(hào)對(duì)4～20mA的過(guò)程不產(chǎn)生任何干擾。