差压传感器在工业过程自动化领域中应用非常广泛,可以进行流体的流量 、液位、密度等参数的测量。 由于工业现场经常是高温、低温、腐蚀、振动、冲击、辐射等恶劣环境,以及工艺流程的大型化、复杂化、计算机精确智能控制的要求等, 对传感器的准确度、长期稳定性、可靠性等均提出很高的要求, 因此, 差压传感器研究受到了国内外的高度重视。影响差压传感器测量准确度的主要原因在于:传感器的输出 — 输入特性具有非线性特性且随时间而发生漂移;差压信号容易受环境温度、静压等的变化而产生漂移。 对传感器输出 — 输入特性的建模, 传统的方法有最小二乘直线、独立直线等, 但不能满足高精度测量的要求。 采用分段线性化和多项式建模也是采用较多的方法, 但同样存在标定要求高、阶次难确定等问题
影响差压传感器准确测量的主要因素为:非线性误差、重复性误差、零位时漂、热零点和热灵敏度漂移,。
智能差压传感器的基本结构
智能差压传感器采用模块化结构设计, 其基本结构可分为传感模块和传感器模块, 如图 所示。传感模块包括差压、静压、温度 3种传感器及1片E2PROM。静压和温度传感器可提供测量现场实时的静压和温度信号, 从而实现差压传感器的静压和温度补偿, 提高对差压的测量精度。传感器模块的核心是微处理器系统, 主要实现信号处理和 DP从站接口通信两大功能。 首先, 将传感模块输出的微弱电信号放大、滤波调理后, 经 A/D转换器转换为数字信号, 送入微处理器, 用内置的软件程序对输入信号进行非线性修正、误差补偿、工程量计算等操作;然后, 通过嵌入的 PROFIBUS — DP现场总线通信模块将所需数据传输至主站或监测节点以及实现传感器与其他现场设备之间的信息交换。 主站通过 PROFIBUS可对 DPT进行组态、诊断、参数设置等操作。从站模块的设计也采用了模块化的设计思想。 从站被设计成可插拔的接口卡形式。 这样, DP从站模块或传感器模块任一出现故障或需要更换都不会影响到整个的系统,仅仅需要更换或升级相应的模块。
