标题：智能差压变送器
基本介绍
智能差压变送器由金湖英普瑞电子设备有限公司研究，是被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在δ元件即敏感元件的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。智能差压变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。和绝对压力变送器的工作原理  和压力变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。 
A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号，其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。另外，它进行传感器线性化。重置测量范围。工程单位换算、阻尼、开方，，传感器微调等运算，以及诊断和数字通信。 
本微处理器中有16字节程序的RAM，并有三个16位计数器，其中之一执行A /D转换。 
D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据，这些数据可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内，即使断电也保存完整。 
数字通信线路为变送器提供一个与外部设备如205型智能通信器或采用HART协议的控制系统的连接接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号，并通过回路传送所需信息。通信的类型为移频键控FSK技术并依据BeII202标准。
智能差压变送器用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，然后将其转变成4～20mA DC信号输出。智能差压变送器可与HART手操器相互通讯，通过它进行设定，监控或与上位机组成现场监控系统。现场可调式智能差压变送器是根据现场要求研制开发的新产品，可脱离手操器，通过按键方式实现现场调零、组态等操作。
HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混合信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统[1]。
应用实例
举个实际应用的例子：
HART/RS232转换器（松茂电子的SM100-A）与压力变送器通讯的指令解析  
步骤1 ： HART/RS232转换器与压力变送器之间的连接按说明书上两线制连接示意图进行连接，并确认连接准确无误。
步骤2： 打开HART/RS232转换器测试软件,打开串行口并连接, 进行串行口测试, HART/RS232转换器与PC机是能正常通讯。
步骤3： 按下开始检测, 这个测试软件开始自动对测试仪表进行检测，测试软件上显示仪表的ID及其他参数显示出来,
指令分析：
命令格式说明如下：
定界符 地址 命令 数据长度 校验位
1）例如：发送读取设备序号命令 FF FF FF FF FF 02 80 00 00 82 
命令注解如下表所示：
FF FF FF FF FF 定界符02 地址80 命令00 数据长度00 校验位82 
返回的命令格式如下表所示：
序文定界符 地址 命令 数据长度 数据校验位
返回的数据为：FF FF FF FF FF 06 80 00 0E 00 00 FE 11 0E 05 05 01 0C 08 00 5E EE 09 D5
返回数据命令注解如下表所示：
序文ff ff ff ff ff 定界符06 地址80 命令00 数据长度0E 数据00 00 FE 11 0E 05 05 01 0C 08 00 5E EE 09 D5
这里按说明书上6.1序号命查询进行协议解析。
5E EE 09 这台设备的序号
2）例如发这读设备的动态变量命令
FF FF FF FF 82 91 0E 5E EE 09 03 00 A7 
返回信息为：
FF FF FF FF FF 86 91 0E 5E EE 09 03 0B 00 00 41 8C CC 2B 0C 44 54 7E C3 23
41 8C CC 2B 为当前输出电流 （IEEE 754浮点格式）
0C 对应的单位
44 54 7E C3 当前的压力（IEEE 754浮点格式）
【通信模式】
HART通讯协议有三种不同的通信模式。
（1）点对点模式。同时一根电缆线上传输4～20mA DC的模拟信号和数字信号。
（2）多点模式。一根电缆线上连接多个现场设备，即全数字通信模式。
（3）阵发模式。允许总线上单一的从站自动、连续地发送一个标准的HART的响应信息。
技术参数
使用对象 ：液体、气体;和蒸汽
供电电压 ： 12～36V DC，标准值24VDC；
输出信号 ： 4～20mADC； (特殊可为四线制 220V AC供电 0-10mA DC 输出)
环境温度 ： －25～70℃ （一般变送器）， －15～70℃ （带现场指示器）
测量温度 ：-40-104℃，法兰灌充硅油-40-104℃，灌充高温硅油15-315℃
储藏温度 ： －40～100℃；
相对温度 ：0-100%RH
防护等级 ：dⅡBT4 iaⅡCT5 ；  差压变送器电源影响 ：小于输出范围的 ±0.005%/V；
振动影响 ：在任何方向上振动 200Hz ，引起的误差为最大范围的 0.05%/g（微差压为0.25%/g） ；
安装位置影响：当工作膜片未垂直安装时，可能产生不大于 0.24Pa 的零位误差，误差可通过调整零位来消除，对量程无影响； 
稳定性 ：六个月内不超过变送器的精度；
指示器 ：现场输出指示器有电流表，线性指示 0～100%；3-1/2位LCD 液晶显示 量程和零位 ：外部连续可调；
正负迁移 ：差压变送器：最大正迁移量为 500% ，最大负迁移量为 600% 
材料 隔离膜片 ： 316L不锈钢，哈式合金-C ，蒙耐尔合金，钽 
排气/排液阀 ： 316L不锈钢，哈式合金-C， 蒙耐尔合金 
法兰和接头 ： 316L不锈钢，哈式合金-C ，蒙耐尔合金 
"O" 型圈 ：氟橡胶 
灌充液 ：硅油 惰性油 
螺栓 ： 316L 不锈钢 
电子壳体 ：低铜铝合金
产品选型
1151/3351DP差压变送器
说 明
量程范围
2
0~0.125-1.5KPa
3
0~1.3-7.5KPa
4
0~6.2-37.4 KPa
5
0~31.1-186.8 KPa
6
0~117-690 KPa
7
0~345-2068 KPa
8
0~1170-6890 KPa
9
0~3450-20680 KPa
0
0~6890-41370 KPa
输出
E
4-20mADC
F
智能式Hart协议
J
4-20mADC为输入压力平方根
接液零件材料
法兰接头
排气/排气阀
隔离膜片
灌充液体
22
316不锈钢
316不锈钢
316不锈钢
硅油
23
316不锈钢
316不锈钢
哈氏合金C
硅油
24
316不锈钢
316不锈钢
蒙乃尔
硅油
25
316不锈钢
316不锈钢
钽
硅油
33
哈氏合金C
哈氏合金C
哈氏合金C
硅油
35
哈氏合金C
哈氏合金C
钽
硅油
44
蒙乃尔
蒙乃尔
蒙乃尔
硅油
附加功能
M1
0-100%线性指示表
M2
0-100%平方根指示表
M3
31/2液晶数字显示
不带表头
B1
管装弯安装板
B2
板装弯安装板
B3
管装平安装板
不带安装板
D1
排泄阀在压力室上部
D2
排泄阀在压力室下部
C1
1/2-14NPT引压接头后部焊Ф14引压管
C2
M20×1.5丁字形阳螺纹连接头
C3
M20×1.5丁字形阳螺纹连接块另加丁字形接头
C4
1/2-14NPT锥管阴螺纹连接头
d
隔爆型ExdⅡBT4
i
本安型iaⅡCT6
静压1MPa
静压4MPa
H1
静压10MPa
H2
静压14MPa
H3
静压25MPa
H4
静压32MPa

主要特点
模拟型特点 ● 精度高 
● 量程、零点外部连续可调
● 稳定性能好 
● 正迁移可达500%、负迁移可达600%
● 二线制 
● 阻尼可调、耐过压
● 固体传感器设计 
● 无机械可动部件、维修量少
● 重量轻（2.4kg） 
● 全系列统一结构、互换性强
● 小型化（166mm总高） 
● 接触介质的膜片材料可选 
● 单边抗过压强 
● 低压浇铸铝合金壳体
智能型特点：
●超级的测量性能，用于压力、差压、液位、流量测量
●数字精度：+（-）0.05%
●模拟精度：+（-）0.75%+（-）0.1%F.S
●全性能：+（-）0.25F.S
●稳定性：0.25% 60个月
●量程比：100：1
●测量速率：0.2S
●小型化（2.4kg）全不锈钢法兰，易于安装
●过程连接与其它产品兼容，实现最佳测量
●世界上唯一采用H合金护套的传感器（专利技术），实现了优良的冷、热稳定性
●采用16位计算机的智能变送器
●标准4-20mA，带有基于HART协议的数字信号，远程操控 
●支持向现场总线与基于现场控制的技术的升级。
仪表选型
1、变送器要测量什么样的压力：先确定系统中要确认测量压力的最大值，一般而言，需要选择一个具有比最大值还要大1.5倍左右的压力量程的变送器。这主要是在许多系统中，尤其是水压测量和加工处理中，有峰值和持续不规则的上下波动，这种瞬间的峰值能破坏压力传感器，持续的高压力值或稍微超出变送器的标定最大值会缩短传感器的寿命，然而，由于这样做会精度下降。于是，可以用一个缓冲器来降低压力毛刺，但这样会降低传感器的响应速度。所以在选择变送器时，要充分考虑压力范围，精度与其稳定性。　 
2、什么样的压力介质：我们要考虑的是压力变送器所测量的介质,黏性液体、泥浆会堵上压力接口，溶剂或有腐蚀性的物质会不会破坏变送吕中与这些介质直接接触的材料。以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料。一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢,如果你的介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合你对介质压力的测量.如果你的介质对316不锈钢有腐蚀性，那么我们就要采用化学密封,这样不但起到可以测量介质的压力,也可以有效的阻止介质与压力变送器的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器,延长了压力变送器的寿命. 
3、变送器需要多大的精度：决定精度的有，非线性，迟滞性，机电商务网 非重复性，温度、零点偏置刻度，温度的影响。但主要由非线性，迟滞性，非重复性，精度越高，价格也就越高。每一种电子式的测量计都会有精度误差的,但是由于各个国家所标的精度等级是不一样的,比如,中国和美国等国家标的精度是传感器在线性度最好的部分,也就是我们通常所说的测量范围的10%到90%之间的精度;而欧洲标的精度则是线性度最不好的部分,也就是我们通常所说的测量反的0到10%以及90%到100%之间的精度.如欧洲标的精度为1%,则在中国标的精度就为0.5%.　 
4、变送器的温度范围：通常一个变送器会标定两个温度范围，即正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。　正常操作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的时候的温度范围，在超出温度补范围时，可能会达不到其应用的性能指标。　温度补偿范围是一个比操作温度范围小的典型范围。在这个范围内工作，变送器肯定会达到其应有的性能指标。温度变从两方面影响着其输出，一是零点漂移；二是影响满量程输出。如：满量程的+/-X%/℃，读数的+/-X%/℃，在超出温度范围时满量程的+/-X%，在温度补偿范围内时读数的+/-X%，如果没有这些参数，会导至在使用中的不确定性。变送器输出的变化到度是由压力变化引起的，还是由温度变化引起的。温度影响是了解如何使用变送器时最复杂的一部分。　 
5、需要得到怎样的输出信号： mV 、V、 mA及频率输出数字输出，选择怎样的输出取决于多种因素，包括变送器与系统控制器或显示器间的距离，是否存在“噪声”或其他电子干扰信号。是否需要放大器，放大器的位置等。对于许多变送器和控制器间距离较短的OEM设备，采用mA输出的变送器最为经济而有效的解决方法，如果需要将输出信号放大，最好采用具有内置放大的变送器。对于远距离传输出或存在较强的电子干扰信号，最好采用mA级输出或频率输出。如果在RFI或EMI指标很高的环境中，除了要注意到要选择mA或频率输出外，还要考虑到特殊的保护或过滤器。(目前由于各种采集的需要,现在市场上压力变送器的输出信号有很多种,主要有4...20mA,0...20mA,0...10V,0...5V等等,但是比较常用的是4...20mA和0...10V两种,在我上面举的这些输出信号中,只有4...20mA为两线制,我们所说的输出为几线制不包含接地或屏蔽线,其他的均为三线制)　 
6、选择怎样的励磁电压：输出信号的类型决定选择怎么样的励磁电压。许多放大变送器有内置的电压调节装置，因此其电源电压范围较大。有些奕送器是定量配置，需要一个稳定的工作电压，因此，能够得到的一个工作电压决定是否采用带有调节器的传感器，选择传送器时要综合考虑工作电压与系统造价。　 
7、是否需要具备互换性的变送器：确定所需的变送器是否能够适应多个使用系统。一般来讲，这一点很重要。尤其是对于OEM产品。一旦将产品送到客户手中，那么客户用来校准的花销是相当大的。如果产品具有良好的互换性，那么即使是改变所用的变送器，也不会影响整个系统的效果。　 
8、变送器超时工作后需要保持稳定度：大部分变送器在经过超时工作后会产生“漂移”，因此很有必要在购买前了解变送器的稳定度，这种预先的工作能减少将来使用中会出现的种种麻烦。　 
9、变送器的封装：变送器的封装，尤其往往容易忽略是它的机架，然而这一点在以后使用中会逐渐暴露出其缺点。在选购传送器传一定要考虑到将来变送器的工作环境，湿度如何，怎样安装变送器，会不会有强烈的撞击或振动等。　 
10、在变送器与其它电子设备间采用怎样的连接：是否需要采用短距离连接？若是采用长距离连接，是否需要采用一个连接器？ 
11、其他：我们确定上面的一些参数之后还要确认你的压力变送器的过程连接接口以及压力变送器的供电电压;如果在特殊的场合下使用还要考虑防爆以及防护等级.