壓力變送器是一種將流體（液體或氣體）的壓力值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號(hào)的測(cè)量?jī)x表。它是工業(yè)過(guò)程控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中非常關(guān)鍵且應(yīng)用極其廣泛的傳感器設(shè)備。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它的核心功能是：
1. 感知壓力： 測(cè)量管道、罐體或其他容器內(nèi)介質(zhì)的壓力。
2. 轉(zhuǎn)換信號(hào)： 將測(cè)量到的物理壓力值轉(zhuǎn)換成易于傳輸、處理和使用的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（最常見(jiàn)的是 4-20mA 電流信號(hào)或數(shù)字信號(hào)）。
3. 遠(yuǎn)傳信號(hào)： 將這個(gè)電信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)處的控制系統(tǒng)、顯示儀表、記錄儀或 PLC 等設(shè)備。
核心組成部分和工作原理
1. 壓力傳感元件： 這是最核心的部分，直接感受被測(cè)壓力。常見(jiàn)的類型有：
應(yīng)變片式： 壓力作用在金屬膜片上使其變形，粘貼在膜片上的應(yīng)變片電阻值隨之變化。
電容式： 壓力使測(cè)量膜片產(chǎn)生微小位移，改變其與固定電極之間的電容值。
壓阻式（硅壓阻）： 利用半導(dǎo)體硅材料的壓阻效應(yīng)，壓力使硅晶片變形導(dǎo)致其電阻值變化。這是目前最主流的技術(shù)。
諧振式： 壓力改變諧振元件的振動(dòng)頻率。
陶瓷壓阻： 利用陶瓷材料的壓阻效應(yīng)。
2. 信號(hào)處理電路：
傳感元件輸出的原始信號(hào)（電阻、電容、頻率變化等）通常很微弱且非線性。
信號(hào)處理電路負(fù)責(zé)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行放大、線性化、溫度補(bǔ)償?shù)忍幚怼?br />
3. 信號(hào)轉(zhuǎn)換與輸出：
將處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)信號(hào)：
模擬輸出： 最常用的是 4-20mA 直流電流信號(hào) (兩線制)。優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，可遠(yuǎn)距離傳輸（通�？蛇_(dá)數(shù)公里），并且能實(shí)現(xiàn)“活零”檢測(cè)（4mA 代表零點(diǎn)或故障，0mA 表示線路斷開(kāi)）。
數(shù)字輸出： 越來(lái)越普遍，如 HART (在 4-20mA 基礎(chǔ)上疊加數(shù)字通信)、Profibus PA、Foundation Fieldbus、Modbus 等。數(shù)字信號(hào)可傳輸更多信息（如設(shè)備狀態(tài)、診斷信息、多個(gè)變量等）。
4. 機(jī)械結(jié)構(gòu)：
包括過(guò)程連接件（如螺紋：G1/2", NPT 1/2", 法蘭等），用于安裝到被測(cè)設(shè)備上。
外殼，保護(hù)內(nèi)部電子元件免受環(huán)境（濕度、粉塵、腐蝕）影響。
電氣接口（接線端子或連接器）。
關(guān)鍵特點(diǎn)和參數(shù)
測(cè)量范圍： 變送器能測(cè)量的最小到最大壓力值（如 0-10 bar, -1~15 psi）。
精度： 測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值之間的最大允許誤差（通常表示為滿量程的百分比，如 ±0.1% FS）。
輸出信號(hào)： 4-20mA, 0-10V, HART, Profibus PA, FF 等。
過(guò)程連接： 安裝接口類型和尺寸。
介質(zhì)兼容性： 與被測(cè)介質(zhì)接觸部分的材料（如膜片材質(zhì)：316L不銹鋼、哈氏合金、鉭、陶瓷等）必須能耐受介質(zhì)的腐蝕、粘度、溫度等。
環(huán)境溫度： 變送器本體能正常工作的環(huán)境溫度范圍。
過(guò)程溫度： 被測(cè)介質(zhì)的溫度范圍（有時(shí)需要毛細(xì)管或散熱器來(lái)隔離高溫介質(zhì)）。
防爆等級(jí)： 用于易燃易爆危險(xiǎn)區(qū)域的認(rèn)證（如 ATEX, IECEx）。
防護(hù)等級(jí)： 外殼防塵防水等級(jí)（如 IP65, IP67）。
主要應(yīng)用領(lǐng)域（無(wú)處不在）
過(guò)程工業(yè)： 石油、化工、天然氣、制藥、食品飲料、水處理等（監(jiān)測(cè)管道壓力、罐體液位/壓力、泵進(jìn)出口壓力、過(guò)濾器壓差等）。
電力： 鍋爐及蒸汽系統(tǒng)壓力監(jiān)測(cè)。
HVAC： 暖通空調(diào)系統(tǒng)冷媒、水壓監(jiān)測(cè)。
機(jī)械制造： 液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)壓力控制。
航空航天： 燃油、液壓、氣壓系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。
汽車： 發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力、剎車油壓、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
樓宇自動(dòng)化： 供水管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)與控制。
壓力變送器 vs. 壓力傳感器 vs. 壓力開(kāi)關(guān)
壓力傳感器： 通常指僅完成壓力到電信號(hào)轉(zhuǎn)換的元件，輸出信號(hào)可能未經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理（如 mV/V），需要外部電路處理。它是變送器的核心組件。
壓力變送器： 包含傳感器和完整的信號(hào)調(diào)理電路，輸出標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號(hào)（如 4-20mA），可直接接入控制系統(tǒng)。
壓力開(kāi)關(guān)： 是一種開(kāi)關(guān)設(shè)備，當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，其電氣觸點(diǎn)會(huì)打開(kāi)或閉合，用于簡(jiǎn)單的報(bào)警或控制（如啟停泵），不輸出連續(xù)的壓力值信號(hào)。
總結(jié)
壓力變送器是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的“感官神經(jīng)”之一。它精確地將流體壓力這一關(guān)鍵物理量轉(zhuǎn)化為可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的電信號(hào)，傳輸給控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)節(jié)和記錄，對(duì)于保障過(guò)程安全、提高效率、優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。選擇壓力變送器時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用要求（測(cè)量范圍、介質(zhì)特性、環(huán)境條件、精度需求、輸出信號(hào)類型、安裝方式等）綜合考慮其參數(shù)。
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