电容式压力（差压）变送器的调整与校验 .doc

实 验 报 告课程名称： 热工信号处理技术及实验 指导老师： 张政江 成绩：_________________实验名称： 电容式压力（差压）变送器的调整与校验 实验类型： 同组学生姓名：_______________一、实验目的（1） 了解电容式压力(差压)变送器的性能、结构和安装方法2 ）学习电容式压力（差压）变送器的零位、量程、零点迁移、线性度以及阻尼的调整方法3 ）了解变送器校验时和现场使用时的接线方法二、仪器与设备（1）建议选用 CECY—150 低压力变送器，其规格为，量程 0~160kPa 到 0~1000kPa 连续可调，精确度等级为 0.35 级，输出信号为 4~20mA，DC 二线制2）精密活塞式压力计，0.05 级3）稳压电源，24V，DC，±10%可调4） 负载电阻，电阻箱 0~1kΩ±0.1%5）标准电阻，250Ω±0.01%，0.5W6）数字电压表，0~5V±0.05%（或相当精确度的电位差计） 7）直流电流表，0~50mA，0.1 级三、变送器的结构及工作原理电容式压力（差压）变送器主要由测压部件 4 和转换放大器 1 两大部分组成（组图 1 所示） 。

测压部件的中心部分是差动电容膜盒膜盒的中心感压膜片 5 和两边弧形电容固定电板 8 形成电容和 .当无压力信号时，两电容电极之间距离相等设其间距为 ，此时电容为𝐶1 𝐶2 𝐷0𝐶1=𝐶2=𝜀𝑆𝐷0式中 ——硅油的介电常数；𝜀S——电容极板的面积当被测压力加在膜盒的隔离膜片上时，压力由腔内硅油通过网状电极板传递到中心感压膜片上，中心感压膜片产生位移 ，这时 和 不再相等：𝛿 𝐶1 𝐶2; 𝐶1= 𝜀𝑆𝐷0+𝛿 𝐶2= 𝜀𝑆𝐷0‒𝛿差动电容的简化测量电路如图 2 所示，图中 e 为高频电源电压，两侧电容回路的电流分别为; 𝑖1=𝑓𝑒𝐶1 𝑖2=𝑓𝑒𝐶2实验名称：电容式压力（差压）变送器的调整与校验 姓名： 巫樟泉 学号： 3100103149装 订 线装 订 线P.2专业：热能 1001 班姓名： 巫樟泉 学号： 3100103149日期： 2012 年 12 月 29日地点： 西四 在设计电路时时 ，( )为输出信号，所以𝑖1+𝑖2=𝐼=常数 𝑖1‒𝑖2𝑖1‒𝑖2=𝐶2‒𝐶1𝐶2+𝐶1 𝐼=𝜀𝑆(1𝐷0‒𝛿‒ 1𝐷0+𝛿)𝜀𝑆( 1𝐷0‒𝛿+ 1𝐷0+𝛿) 𝐼=𝛿𝐷0𝐼由于中心感压膜片的位移与压力 P 成正比，即Δ=𝐾𝑃式中 K——与膜片刚性表面和面积有关的系数。

所以 𝑖1‒𝑖2=𝐾𝐼𝐷0𝑃=𝐾1𝑃其中 𝐾1=𝐾𝐼𝐷0由上式可知，在 I=常数，膜片性质、尺寸一定时，输出信号只与中心感压膜片感受的压力有关，而与硅油的介电常数 、高频供电频率 f、电压幅值等无关，这样可大大提高变送器的精确度𝜀四、实验步骤1、 零位和量程调整按下图所示连接变压器的检验线路一般将变送器垂直安装设所需变送器量程为 0~600kPa调整前，先将转换放大器上的阻尼电位器按逆时针方向旋到底，即关闭阻尼，使阻尼时间常数最小（≤1s ） 检查电路的极性和电压，判断接线无误后接通电源，15min 后，先调零位，使变送器无压力信号输入时输出 4mA1—电容压力变送器； 2—电阻箱；3—毫安表；4—直流稳压电源；5—记录仪；6—数字电压表；7—250Ω 精密电阻；8—活塞式压力计由于变送器输出 4~20mA，起始值不为零，改变量程时将影响零位值，而调零位并不影响量程，因此为减少反复调整量程、零位的次数，在变送器做较大量程改变时，最好按如下方法调整：设原实验名称：电容式压力（差压）变送器的调整与校验 姓名： 巫樟泉 学号： 3100103149量程为 ，需要量程为 ，先将零位调至 4× mA𝑃𝑚' 𝑃𝑚 𝑃𝑚'𝑃𝑚装 订 线P.2输入满度压力信号，调量程电位器，使变送器输出电流为 20+4( mA𝑃𝑚'𝑃𝑚‒1)重新调整调零电位器，使零位输出电流为 4mA，再输入满度压力信号，此时变送器输出电流基本为20mA。

如果略有差异，则稍作调整2、 线性度的调整（1 ）先调好变送器的量程，例如已调好量程为 0~600kPa2 ）使输入压力为 1/2 量程（300kPa） ，此时输出电流应为 12mA，或在 250Ω 标准电阻上的电压应为 3.000 如果不符合要求，则调节线性电位器，并核对变送器零位和满度，使之符合要求±0.0004𝑉（一般变送器出厂时线性度已调整好） 3、 零点正负迁移设被测压力范围为 400~600kPa，按下述步骤调整变送器；（1 ）因变送器量程=600-400=200kPa,将量程调为 0~200kPa2 ）需正迁移零点拨正迁移开关到“+ ”端，输入起始压力（400kPa ） ，调节零位电位器，使变送器输出 4mA3 ）核对在输入满量程压力信号（600kPa）时变送器的输出是否为 20mA如有偏差，可微调量程电位器4、 阻尼的调整当被测压力有波动时，变送器的输出信号可能脉动此时，可顺时针调整阻尼电位器，即加大阻尼时间常数，可使输出脉动消失注意不要过调阻尼，以防输出信号变化迟缓如果已知被测信号脉动情况，提出了阻尼时间常数值，则可在实验室调整变送器阻尼使变送器输入压力由满量程突然降至零，用秒表测定输出电流降到 10（=16×63%）mA 所需时间，即为实测的变送器的阻尼时间常数，如该值不符合提出的要求，调整阻尼电位器，使之符合要求。

五、数据记录调整次数 1 2 3 4 50kPa 对应电压值（ V） 1.000 1.002 1.000 1.000 1.0004kPa 对应电压值（ V） 5.000 5.000 5.001 5.000 5.000检验时，2kPa 变送器所对的电压值为 3.001V,变送器调整合格实验名称：电容式压力（差压）变送器的调整与校验 姓名：__朱凤森__学号：____3090101629____六、思考题（1）电容压力变送器与力平衡变送器（DBY—II）相比有什么优点？装 订 线P.4答:电容压力变送器的灵敏度高、非线性小，并能补偿温度误差2）能否利用 CECY 电容变送器对下列压力变化范围的信号进行测量，使变送器相应的输出 4～20mA？1.150～200kPa；2.900～1000kPa如果能，请选用变送器，并说明调整步骤？答:情况 2 可以进行测量调整因为情况 1 的变送器压差为 200-150=50kP，而在给定的 CECY 型电容变送器中，有 0～40kP 和 0～160kP，对于量程为 50kP 来说，0～40kP 太小，而 0～160kP 又太大，会使得测量误差较大，所以不能选用。

而情况 2 的差压是 1000-900=100kP，可以使用 0～160kP 的量程具体的调整步骤是先调好量程为 0～100kP，即 0kP 时 250 欧姆电阻电压为 1V，100kP 时电压为 5V；然后进行正零点迁移，拨正迁移开关到“+”端，输入起始压力 900kP，调节零点电位器，使变送器输出 1V；核对在输入满量程压力信号 1000kP 时变送器的输出是否是 5V如有偏差，可微调量程电位器3）将调整好的变送器由垂直安装改为水平安装时，变送器的性能有什么变化？为什么？如何调整恢复？并验证证明答：变送器由垂直安装改为水平安装时，变送器的性能肯定会有影响，可能零点会有所偏移，或者满量程时不是输出 20mA，这是因为变送器中的电容的位置情况受到了重等的影响，要调整恢复，需要进行变送器的零点调整，然后再看满量程时是否输出 20mA，如没有，可以进行微调量程电位器CECY 型电容变送器的规格、性能名称 微应力变送器 低压力变送器 中压力变送器高压力变送器型号 CECY-120CECY-130CECY-140CECY-150 CECY-160 CECY-170 CECY-180量程 0-1~0-6kPa0-6~0-40kPa0-40~0- 250kPa0-160~0-1000kPa0-400~0-2500kPa0-1.6~0-10MPa0-10~0-40MPa精确度等级0.35 0.35 0.25 0.35 0.35 0.35 0.25。