讲得最透彻的电容式差压变送器原理(带图).

xmax
xmax x
(2) 零点调整和零点迁移
零点调整和零点迁移的目的，都是使变送器输出信号 的下限值ymin与测量范围的下限值xmin相对应。即当 x=xmin时，使y=ymin。在xmin=0时，为零点调整,在xmin 不等于时，为零点迁移。也就是说，零点调整使变送 器的测量起始点为零，而零点迁移则是把测量起始点 由零迁移到某一数值 (正值或负值)。
各种电容式压力变送器外形图
低压侧 进气口 电子线 路位置
高压侧 进气口 内部不锈钢膜片的位置
各种电容式压力变送器外形图
各种电容式压力变送器外形图
法兰
变送器包括测量部分和转换放大电路两部分，其构成方 框如图所示。输入差压pi作用于测量部分的感压膜片， 使其产生位移，从而使感压膜片（即可动电极）与两固定 电极所组成的差动电容器之电容量发生变化。此电容变化 量由电容—电流转换电路转换成电流信号，电流信号与调 零信号的代数和同反馈信号进行比较，其差值送入放大电 路，经放大得到整机的输出电流I0。
调零 零点迁移 ΔPi 位移 感压膜片 电容 电源 变化 电容-电流 信号 + 放大和输出 差动电容 _ 限制电路 转换电路 反馈 信号 Io
测量部分
转换放大部分
反馈电路
电容式差压变送器构成方框图
（一）测量部分（部件）
测量部分的作用是把被测差压pi转换成电容量的变 化。它由正、负压测量室和差动电容检测元件（膜 盒）等部分组成，其结构如图所示。 差动电容检测元件包括中心感压膜片11，(即可动电 极)，正、负压侧弧形电极 12、10（即固动电极 )， 电极引线1、2、3，正、负压侧隔离膜片14、8和基 座 13 、 9 等。在检测元件的空腔内充有硅油，用以 传递压力。感压膜片和其两边的正· 负压侧弧形电极 形成电容Ci1和Ci2。无差压输入时，Ci1=Ci2，其电容 量约为150~17OpF。
四线传输
由于电源与信号分别传送， 因 此 对 电 流 信 号的 零点及 元器件的功耗无严格要求。 在该传输 方式中， 若变送 器 的 一 个 输 出 端与 电源装 置 的 负 端 相 连 ， 也 就成了 三线制传输。 2 两线制传输 变送器与控制室之间仅用两 根 导 线 传 输 。这两 根导线 既是电源线，又是信号线， 如 右 图 所 示 。图中 的变送 器称为两线制变送器。
第六节 电容式差压变送器
一、有关变送器的常识
变送器是现场仪表，其输 出信号送至控制室中，而 它的供电又来自控制室。 变送器的信号传送和供电 方式通常有如下两种： 1 四线制传输 供电电源和输出信号分别 用两根导线传输，如右图 所示。图中的变送器称为 四线制变送器。
电源 装置变送器 现场接收 仪表 控制室3 许多模拟变送器的构成原理
许多模拟变送器的构成方框 图见右图，它包括测量部分 （即输入转换部分）、放大 器和反馈部分。测量部分用 以检测被测参数x,并将其转 换成能被放大器接受的输入 信号zi(电压、电流、位移、 作用力或力矩等信号)。反馈 部分则把变送器的输出信号y 转换成反馈信号zf，再回送至 输入端。zi与调零信号z0的代 数和同反馈信号zf进行比较， 其差值送入放大器进放大， 并转换成标准输出信号y。
当测量起始点由零变为某一正值，称为正迁移；反之， 当测量起始点由零变为某一负值，称为负迁移。 变送器零点调整和零点迁移可通过改变调零信号z0的 大小来实现。当z0为负时可实现正迁移；而当z0为正 时则可实现负迁移。
二、电容式差压变送器
(见教材P142～P146) 电容式差压变送器是没有杠杆机构的变送器，它采用 差动电容作为检测元件，整个变送器无机械传动、调 整装置，并且测量部分采用全封闭焊接的固体化结构， 因此仪表结构简单，性能稳定、可靠，且具有较高的 精度。 一个典型的变送器的主要性能指标如下： （1）基本误差 有0.25%，0.35%，0.5%三 种； （2）输出信号 4~20mA(DC)(两线制) （3）负载电阻 0~600（在24V(DC)供电时）， 0~1650（在45V(DC)供电时）。 （4）电源电压 12~45V(DC),一般为24V(DC)。
4 量程调整、零点调整和零点 迁移 变送器涉及的另一个共性问 题是量程、零点调整和零点 迁移。
ymax
y
ymin 0x
min Xmax
x
(1) 量程调整
量程调整 (即满度调整)的
y y max
目的是使变送器输出信号的 上限值ymax与测量范围的上限 值xmax相对应。即当x=xmax时， 使y=ymax。量程调整通常是通 过改变反馈系数F的大小来实 y min 现的。F大，量程就大；F小， 0 量程就小。有些变送器还可 以通过改变转换系数C来调整 量程。
电源 装置
变送器 现场 两线传输
接收 R仪表 控制室
采用两线制变送器不仅可节省大量电缆线和安装费 用，而且有利于安全防爆。因此这种变送器得到了 较快的发展。 要实现两线制变送器，必须采用活零点的电流信号。 由于电源线和信号线公用，电源供给变送器的功率 是通过信号电流提供的。在变送器输出电流为下限 值时，应保证它内部的半导体器件仍能正常工作。 因此，信号电流的下限值不能过低。国际统一电流 信号采用4~2OmA(DC) ，为制作两线制变送器创造了 条件。
调零 零点迁移 X 测量部分 zi+ z0 _ C zf 放大器 K 反馈部分 F y
由下图可以求得变送器输出与输入之间的关系为:
K (CX Z 0 ) Y 1 KF
式中，K—放大器的放大系数；
F—反馈部分的反馈系数； C—测量部分的转换系数。 当满足深度负反馈的条件，即KF>>l时，上式变为:
CX Z 0 Y F
上式表明，在KF>>l 的条件下，变送器输出与输入之间的 关系取决于测量部分和反馈部分的特性，而与放大器的 特性几乎无关。如果转换系数 C 和反馈系数 F 是常数，则 变送器的输出与输入将保持良好的线性关系。
变送器的输入输出特性示于 右图， x max 和 xmin 分别为被测 参数的上限值和下限值，也 即变送器测量范围的上、下 限值 (图中xmin=0),ymax和ymin 分别为输出信号的上限值和 下限值。它们与统一标准信 号的上、下限值相对应。