有關壓力變送器的設計與實現的思考
理論廣角
作者：苗瀚文
[摘 要]現在，隨著工業的不斷發展，溫度、壓力、流量等是壓力變送器的最主要的參數，隨著大規模的集成化電路的發展並廣泛應用於現代工業的各個領域，壓力變送器被廣泛應用於電力、冶金等重要的行業中，壓力變送器的設計也朝著智能化的方向發展，實現了信息化的處理方式。壓力變送器的獨特設計可以改變往常的工業控製設備的固有模式，為工業化的發展奠定了一定的基礎。本文主要介紹的是智能化壓力變送器的設計，分析了壓力變送器在硬件和軟件的設計方案，介紹了壓力變送器的工作原理，闡述壓力變送器的實現方法，使壓力變送器的設計能夠更好地服務於我國各類工業的發展。
[關鍵詞]壓力變送器 設計 實現 思考
中圖分類號：TG201 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）47-0396-01
壓力變送器是一種可以對壓力進行準確感知，並能夠準確地掌握壓力的信號，將壓力信號轉化為標準信號，並進行智能化的輸出的一種設備。壓力變送器是由壓力感應器和信號處理係統兩個部分組成的，按照感應器件功能的差別，壓力變送器又可以分為電阻式的壓力變送器和半導體式的壓力變送器。按照對電路處理方式的差別，壓力變送器也可以分為一般的變送器和智能化的變送器。壓力變送器的智能化解決了在實際運用中安全性、可靠性差的特點，並且較為經濟實惠。
一、 壓力變送器設計的必要性
隨著科學技術的發展，壓力變送器已經被廣泛地應用於各類工業生產中，電力部門、冶金部門都在廣泛使用壓力變送器。壓力變送器的設計朝著信息化的方向發展，方便了信息的提取和收集工作順利進展。現在，傳感器件的發展還不是特別快，在信息技術高速發展的時代，控製係統實現自動化是一種必然的趨勢，人們對於信息的獲取途徑也越來越多，在工業領域，越來越要求精度高、安全性高、經濟的傳輸方式。傳統的壓力變送器一般是運用原件對電路進行放大，在對電路進行信號的處理時，會出現失真、清晰度低、傳輸的距離過近、易受到外界幹擾的問題，隻能夠在技術要求低的工業領域中使用。現在，工業領域出現的智能化的壓力變送器，其實現了中央處理器和傳感器的結合，實現了準確地運算功能，並能將數據進行自動的存儲，可以對信號進行處理和調整，按照實際情況進行放大或者縮小，實現了自動校正的功能。運用智能化的壓力變送器，可以很直觀地觀察想要觀察的數據。微處理器是智能化的壓力變送器的核心部件，但是，往往會增加壓力變送器的成本，因此，解決壓力變送器的成本問題成為設計過程中的重點。
二、 壓力變送器的基本構成與設計
壓力變送器一般是由電源、傳感係統、芯片、顯示器、調理電路和通訊電路構成。作為智能化的壓力傳感器，傳感器、芯片和通訊電路是其最重要的構成部分。
（一）壓力傳感器的電源電路設計與實現
在智能化的壓力變送器中，中央處理器的內部設計已經比較完善了，因此，對電源電路的要求並不是很高，可以直接運用通常的直流電源，也可以選用電腦上的5V電源。智能化的壓力變送器一般產生的是基準電壓，可以保證外部的傳感器和內部的中央處理器保持電路的通常。
（二）壓力傳感器的壓力信號采集設計與實現
在對壓力傳感器進行信號采集時，一般是運用由電阻應片組成的變送器，按照不同的需求，使用不同的傳感器，在使用壓阻型的傳感器時，要依靠其具有低廉的價格，並且傳輸的精度較高，具有較靈敏的線性特點。在對電阻應變片進行設計時，要將其設計成一種信號的敏感元件，電阻應變片是壓力變送器設計的重點。電阻應變片使用最多的是金屬的應變片和半導體的應變片，一般情況下，在設計時，是運用粘合劑，在基本的受力產生應力的變化過程中，電阻應變片會產生變形，導致應變片的電阻數值在力在作用下增大，所有的應變片會組成一個應變橋，通過合理的放大措施，傳輸到中央處理器。