量约为150~17OpF。
电源 装置
变送器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
接收 R仪表
现场
控制室
两线传输
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。
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)。
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
四线传输
接收 仪表
Y ? CX ? Z0 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， xmax 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。
各种电容式压力变送器外形图
电子线 路位置
低压侧 进气口
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
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。
调零 零点迁移
X 测量部分zi+ z0? 放大器
y
C
_
K
zf
反馈部分 F
由下图可以求得变送器输出与输入之间的关系为:
Y ? K (CX ? Z0 ) 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:
路，经放大得到整机的输出电流 I0。
调零 零点迁移
电容
电源
ΔPi
位移 感压膜片
差动电容
变化
电容-电流 信号+ 转换电路
_
放大和输出 限制电路
Io
反馈
信号
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。
控制室
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。
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
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。
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。
x max
x max 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)。
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。
y ymax
ymin 0 x min
Xmax x
(1) 量程调整
量程调整 (即满度调整)的
y
目的是使变送器输出信号的
ymax
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