如何設(shè)計(jì)壓力變送器硬件?壓力變送器為何產(chǎn)生零點(diǎn)漂移?

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?lái)變送器" target="_blank">壓力變送器的相關(guān)報(bào)道。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、壓力變送器硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件主要由金屬電阻應(yīng)變式壓力傳感器、信號(hào)處理電路、顯示電路以及電源電路組成。電源模塊為各模塊提供穩(wěn)定電源，壓力傳感器先進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)處理后送入STM32再次進(jìn)行濾波處理，最后通過(guò)OLED輸出顯示數(shù)字電壓值。

1.電源供電

考慮到監(jiān)測(cè)水流壓力波動(dòng)時(shí)電線供電不方便，所以本文采用3.6V鋰電池給整個(gè)系統(tǒng)供電。電池給STM32和A/D轉(zhuǎn)換器供電，A/D轉(zhuǎn)換器的激勵(lì)電流給壓力傳感器恒流供電。

2.壓力傳感器選型

根據(jù)流體在供水管道中壓力波動(dòng)較小的特點(diǎn)，選用在高濕度環(huán)境下能適應(yīng)小信號(hào)的金屬電阻應(yīng)變式壓力傳感器。該傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、采樣精度高、受溫度影響小等優(yōu)點(diǎn)，適合高濕度環(huán)境下的信號(hào)測(cè)量。本文選用MPM281VC型壓力敏感元件，其為恒壓供電、標(biāo)準(zhǔn)輸出，且全部為不銹鋼材質(zhì)，適合多種流體介質(zhì)。

3.A/D轉(zhuǎn)換電路

由于供水流量變化較固定且供水管道壓力波動(dòng)信號(hào)較小，所以本文選用一款適合小信號(hào)測(cè)量的ADS1120芯片用于供水管道流體壓力監(jiān)測(cè)，其精密程度達(dá)到16位，最高采樣頻率達(dá)到512 kHz，多路復(fù)用器可實(shí)現(xiàn)任意組合通道的數(shù)據(jù)采集。

為配合壓力傳感器的四線橋式接口，要設(shè)計(jì)與之對(duì)應(yīng)的電阻橋式測(cè)量電路。本文將AIN0通道作為恒流電壓輸入端口，AIN2通道和AIN3通道分別作為負(fù)信號(hào)端口和正信號(hào)端口，從AIN1通道處飛線引出，測(cè)試ADS1120是否正常工作。STM32通過(guò)SPI總線接口與ADS1120進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。在SPI通信端口中，ADS1120的CS是器件片選端口，DRDY是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)的標(biāo)志端口。

二、壓力變送器零點(diǎn)漂移的原因和解決辦法

通過(guò)上面的介紹，想必大家對(duì)壓力變送器硬件設(shè)計(jì)方案的一種實(shí)現(xiàn)方式已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí)。在這部分，我們主要來(lái)了解一下壓力變送器零點(diǎn)漂移的原因和解決辦法。

壓力/差壓變送器零點(diǎn)漂移是指在規(guī)定的測(cè)試條件下，當(dāng)輸入壓力為零時(shí)，輸出值隨時(shí)間正向、負(fù)向或上、下跳動(dòng)超過(guò)規(guī)定指標(biāo)。

1、輸出信號(hào)為零

當(dāng)壓力變送器出現(xiàn)壓力為零的現(xiàn)象時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行處理：首先檢查管道內(nèi)是否存在壓力，儀表是否正常供電，之后檢查是否存在電源極性接反的現(xiàn)象，最后檢查電子線路板、感壓膜頭、變送器電源電壓等。

2、讀數(shù)無(wú)反應(yīng)

若加壓力無(wú)反應(yīng)則要檢查取壓管的閥門是否正常，變送器保護(hù)功能跳線開關(guān)是否正常，取壓管是否堵塞，檢查白送器零點(diǎn)和量程，更換傳感膜頭等。

3、壓力飄移讀數(shù)偏差

壓力變送器出現(xiàn)壓力讀數(shù)明顯偏高或偏低的現(xiàn)象時(shí)，首先檢查取壓管路是否存在泄漏現(xiàn)象，再檢查取壓管上的閥門，對(duì)傳感器進(jìn)行微調(diào)，若還存在問(wèn)題，更換新的傳感膜頭。

4、壓力變量讀數(shù)不穩(wěn)定

該問(wèn)題可通過(guò)隔離外界干擾源、檢查導(dǎo)壓管是否泄漏、管道是否存在雜物、檢查隔離膜片時(shí)候出現(xiàn)服飾或變形、檢查感壓膜頭等方法來(lái)排查。

但有一些零點(diǎn)變化是允許的，如壓力變送器安裝位置與調(diào)校時(shí)位置不同引起的零點(diǎn)輸出值變化，校表時(shí)測(cè)量膜片垂直于地面，但現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，測(cè)量膜片與地面平行或與地面傾斜，這種由于膜片自重引起測(cè)量膜片偏離中心位置引起的零點(diǎn)變化屬于正?，F(xiàn)象。壓力變送器的測(cè)量范圍越小，變化值越大。只需通過(guò)調(diào)零位把變化的零點(diǎn)輸出值調(diào)回零即可

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