差壓傳感器在工業(yè)過程自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛,可以進(jìn)行流體的流量 、液位、密度等參數(shù)的測(cè)量。 由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常是高溫、低溫、腐蝕、振動(dòng)、沖擊、輻射等惡劣環(huán)境,以及工藝流程的大型化、復(fù)雜化、計(jì)算機(jī)精確智能控制的要求等, 對(duì)傳感器的準(zhǔn)確度、長(zhǎng)期穩(wěn)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(guó)內(nèi)外的高度重視。影響差壓傳感器測(cè)量準(zhǔn)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(shí)間而發(fā)生漂移;差壓信號(hào)容易受環(huán)境溫度、靜壓等的變化而產(chǎn)生漂移。 對(duì)傳感器輸出 — 輸入特性的建模, 傳統(tǒng)的方法有最小二乘直線、獨(dú)立直線等, 但不能滿足高精度測(cè)量的要求。 采用分段線性化和多項(xiàng)式建模也是采用較多的方法, 但同樣存在標(biāo)定要求高、階次難確定等問題
影響差壓傳感器準(zhǔn)確測(cè)量的主要因素為:非線性誤差、重復(fù)性誤差、零位時(shí)漂、熱零點(diǎn)和熱靈敏度漂移,。
智能差壓傳感器的基本結(jié)構(gòu)
智能差壓傳感器采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 其基本結(jié)構(gòu)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(cè)量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的靜壓和溫度信號(hào), 從而實(shí)現(xiàn)差壓傳感器的靜壓和溫度補(bǔ)償, 提高對(duì)差壓的測(cè)量精度。傳感器模塊的核心是微處理器系統(tǒng), 主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(hào)放大、濾波調(diào)理后, 經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào), 送入微處理器, 用內(nèi)置的軟件程序?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行非線性修正、誤差補(bǔ)償、工程量計(jì)算等操作;然后, 通過嵌入的 PROFIBUS — DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信模塊將所需數(shù)據(jù)傳輸至主站或監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)傳感器與其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的信息交換。 主站通過 PROFIBUS可對(duì) DPT進(jìn)行組態(tài)、診斷、參數(shù)設(shè)置等操作。從站模塊的設(shè)計(jì)也采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想。 從站被設(shè)計(jì)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(xiàn)故障或需要更換都不會(huì)影響到整個(gè)的系統(tǒng),僅僅需要更換或升級(jí)相應(yīng)的模塊。
