壓力變送器（Pressure Transmitter）是一種將壓力轉(zhuǎn)換成氣動信號或電動信號進行控制和遠傳的設(shè)備。它能將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標準的電信號（如4-20mADC等），以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。
壓力變送器的核心是壓力傳感器和信號處理電路兩部分。壓力變送器廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、、石化等眾多行業(yè)。
一、壓力變送器工作原理
壓力變送器感受壓力的電器元件一般為電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的壓力轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。電阻應(yīng)變片應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。
通常是將應(yīng)變片通過特殊的黏合劑緊密地粘合在產(chǎn)生力學應(yīng)變基體上，當基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。
二、壓力變送器的分類
1、壓阻式壓力變送器
了解壓阻式壓力變送器時，首先認識一下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分之一。
電阻應(yīng)變片應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應(yīng)變基體上，當基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。
2、陶瓷壓力變送器
抗腐蝕的壓力變送器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋）。
由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據(jù)壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。
3、擴散硅壓力變送器
擴散硅壓力變送器與使用的常規(guī)壓力變送器相比，有兩個顯著不同的技術(shù)差別：一是測量元件采用新興的高精密陶瓷材料；二是測量元件內(nèi)無中介液體，是固體的。
被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標準測量信號。
4、壓電壓力變送器傳感器
壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)消失（這個高溫就是所謂的"居里點"）。
（居里點Curie point又稱居里溫度Curie Temperature，Tc或磁性轉(zhuǎn)變點。是指磁性材料中自發(fā)磁化強度降到零時的溫度，是鐵磁性、或亞鐵磁性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成順磁性物質(zhì)的臨界點。）。
5、電容式壓力變送器
被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩個壓力室，作用在敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。電容式壓力變送器是由測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電各組成一個電容器。
當兩側(cè)壓力不一致時，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。
電容式壓力變送器和電容式壓力變送器的工作原理與差壓變送器是相同的，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。電容式壓力變送器的A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。
三、壓力變送器的安裝方法
1、取壓點的選擇
1）、所選擇的測壓點應(yīng)能反映被測壓力的真實大小。取壓點應(yīng)選在被測介質(zhì)直線流動的管段部分，不要選在管路彎管、分叉、死角及易形成旋渦的地方。
2）、對于氣體介質(zhì)，應(yīng)使氣體內(nèi)的少量凝結(jié)液能順利流回工藝管道，因此取壓點應(yīng)在管道的上半部；對于液液體介質(zhì)，應(yīng)使液體內(nèi)析出的少量氣體能返回管道，同時防止管道內(nèi)的雜質(zhì)及顆粒進入測量管路及儀表，因此取壓點應(yīng)在管道下半部，但是不能在管道底部。
2、導壓管敷設(shè)
1）、導壓管粗細要合適，一般內(nèi)徑為6~10mm，長度應(yīng)盡可能短，長不得超過50米；
2）、導壓管水平安裝時應(yīng)保持有1：10~1：20的傾斜度，以利于管內(nèi)積存的液體（或氣體）的排出；
3）、取壓口到壓力計之間應(yīng)裝設(shè)截止閥，以利于壓力變送器的檢修。
3、安裝點的確定
1）、變送器應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。
2）、安裝地點應(yīng)力求避免振動和高溫的影響。
3）、當檢測溫度高于60℃的液體、蒸汽時，就地安裝的壓力變送器取源部件應(yīng)加裝環(huán)形彎或U形冷凝彎。
四、壓力變送器常見故障及處理方法
1、問題現(xiàn)象：變送器無輸出
1-1、檢查與測試
1）、查看變送器電源是否接反；
2）、測量變送器的供電電源，是否有24V直流電壓；
3）、如果是帶表頭的，檢查表頭是否損壞（可以先將表頭的兩根線短路，如果短路后正常，則說明是表頭損壞）；
4）、將電流表串入24V電源回路中，檢查電流是否正常；
5）、電源是否接在變送器電源輸入端；
1-2、解決辦法
1）、把電源性接正確。
2）、必須保證供給變送器的電源電壓≥12V(即變送器電源輸入端電壓≥12V)。
3）、如果沒有電源，則應(yīng)檢查回路是否斷線、檢測儀表是否選取錯誤（輸入阻抗應(yīng)≤250Ω）；
4）、表頭損壞的則需另換表頭，如果正常則說明變送器正常，此時應(yīng)檢查回路中其他儀表是否正常。
5）、把電源線接在電源接線端子上。
2、問題現(xiàn)象：變送器輸出≥20mA
2-1、檢查與測試
1）、變送器電源是否正常
2）、實際壓力是否超過壓力變送器的所選量程；
3）、壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。
4）、接線是否松動；
5）、電源線接線是否正確
2-2、解決辦法
1、變送器電源如果小于12VDC，則應(yīng)檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應(yīng)符合RL≤(變送器供電電壓-12V)/( 0.02A) Ω
2、重新選用適當量程的壓力變送器。
3、壓力傳感器若是損壞，需發(fā)回生產(chǎn)廠家進行修理。
4、接好線并擰緊。
5、電源線應(yīng)接在相應(yīng)的接線柱上。
3、問題現(xiàn)象：變送器輸出≤4mA
3-1、檢查與測試
1）、變送器電源是否正常
2）、實際壓力是否超過壓力變送器的所選量程；
3）、壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。
3-2、解決辦法
1）、變送器電源如果小于12VDC，則應(yīng)檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應(yīng)符合RL≤(變送器供電電壓-12V)/( 0.02A) Ω 。
2）、重新選用適當量程的壓力變送器。
3）、壓力傳感器若損壞，需發(fā)回生產(chǎn)廠家進行修理。
4、問題現(xiàn)象：壓力指示不正確
4-1、檢查與測試
1）、變送器電源是否正常
2）、參照的壓力值是否一定正確
3）、壓力指示儀表的量程是否與壓力變送器的量程一致
4）、壓力指示儀表的輸入與相應(yīng)的接線是否正確
5）、變送器負載的輸入阻抗應(yīng)符合RL≤(變送器供電電壓-12V)/( 0.02A) Ω
6）、多點紙記錄儀沒有記錄時輸入端是否開路；
7、相應(yīng)的設(shè)備外殼是否接地
8）、是否與交流電源及其他電源分開走線
9）、壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。
10）、管路內(nèi)是否有沙子、雜質(zhì)等堵塞管道，有雜質(zhì)時會使測量精度受到影響；
11）、管路的溫度是否過高，壓力傳感器的使用溫度是-25~85℃，但實際使用時在-20~70℃以內(nèi)。
4-2、解決辦法
1）、變送器電源如果小于12VDC，則應(yīng)檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應(yīng)符合RL≤(變送器供電電壓-12V)/( 0.02A) Ω。
2）、如果參照壓力表的精度低，則需另換精度較高的壓力表。
3）、壓力指示儀表的量程必須與壓力變送器的量程一致。
4）、壓力指示儀表的輸入是4~20mA的，則變送器輸出信號可直接接入；如果壓力指示儀表的輸入是1~5V的則必須在壓力指示儀表的輸入端并接一個精度在千分之一及以上、阻值為250Ω的電阻，然后再接入變送器的輸入。
5）、變送器負載的輸入阻抗應(yīng)符合RL≤，如不符合則根據(jù)其不同可采取相應(yīng)措施：如升高供電電壓（但必須低于36VDC）、減小負載等。
6）、多點紙記錄儀沒有記錄時輸入端如果開路則：1、 不能再帶其他負載；2、 改用其他沒有記錄時輸入阻抗≤250Ω的記錄儀。
7）、相應(yīng)的設(shè)備外殼接地。
8）、與交流電源及其他電源分開走線。
9）、壓力傳感器若損壞，需發(fā)回生產(chǎn)廠家進行修理。
10）、管路內(nèi)有沙子、雜質(zhì)等堵塞管道時，需清理雜質(zhì)，并在壓力接口前加過濾網(wǎng)。
11）、管路的溫度過高，加緩沖管以散熱，使用前在緩沖管內(nèi)先加些冷水，以防過熱蒸汽直接沖擊傳感器，從而損壞傳感器或降低使用壽命。
五、壓力變送器主要選型依據(jù)
壓力、差壓變送變送器的選用，主要依據(jù)被測介質(zhì)、溫度環(huán)境、精度等級、安裝維護成本等角度去考慮，確定所采用變送器的生產(chǎn)廠家及型號后，根據(jù)使用要求確定變送器的量程。量程選擇時，應(yīng)遵循量程上、下可調(diào)、精度、價格等綜合考慮。
1、測量介質(zhì)
如果測量的是相對比較清潔的流體，就直接采用標準的壓力變送器就可以了。如被測介質(zhì)為高黏度易結(jié)晶強腐蝕的場合，則必須選用隔離型變送器。
在選型時要考慮它的介質(zhì)對膜盒金屬的腐蝕，一定要選好膜盒材質(zhì)，否則使用后很短時問就會將外膜片腐蝕壞，法蘭也會被腐蝕壞造成設(shè)備和生產(chǎn)事故。變送器的膜盒材質(zhì)有普通不銹鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼、鉭膜盒材質(zhì)等。
2、量程范圍
一般壓力變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，將使用的量程范圍設(shè)在它量程的1/4-3/4段，這樣精度會有保證，對于微差壓變送器來說更是重要。
實踐中，有些應(yīng)用場合需要對變送器的測量范圍進行遷移，這時需根據(jù)現(xiàn)場安裝位置計算出測量范圍和遷移量，然后進行正遷移或負遷移。
3、精度等級
在工業(yè)測量中，為了便于表示儀表的質(zhì)量，通常用準確度等級來表示儀表的準確程度。準確度等級就是大引用誤差去掉正，負號及百分號。準確度等級是衡量儀表質(zhì)量的重要指標之一。
工業(yè)過程測量和控制用檢測儀表、及顯示儀表的精確度等級有：0.01，0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0 ；共11個。依據(jù)標準為 《GBT 13283-2008 工業(yè)過程測量和控制用檢測儀表和顯示儀表精確度等級》。
4、接液材質(zhì)
一般的壓力變送器的接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)采用的是316不銹鋼，如果測量介質(zhì)對316不銹鋼沒有腐蝕性，那么基本上所有的壓力變送器都適合對介質(zhì)壓力的測量。
如果測量介質(zhì)對316不銹鋼有腐蝕性，那么就要采用化學密封，這樣不但可以測量介質(zhì)的壓力，也可以有效的阻止介質(zhì)與壓力變送器之間接液部分的接觸，從而起到保護壓力變送器，延長使用壽命的作用。
5、輸出信號
壓力變送器的輸出信號主要有：4-20mA，0-20mA，0-10V，0-5V等，比較常用的是4-20mA和0-10V兩種，且只有4-20mA信號為兩線制（不包括接地和屏蔽線），其他均為三線制。
6、介質(zhì)溫度
一般情況下，壓力變送器的測量介質(zhì)溫度為-30到+100度。如果溫度過高，一般采用的是冷凝彎來冷卻介質(zhì)。
7、其他
在確定以上這些參數(shù)之后還要確認壓力變送器的過程連接接口、安裝方式，以及壓力變送器的供電電壓，在特殊的場合下使用還要考慮防爆、以及防護等級等。
