如何設計壓力變送器硬件?壓力變送器為何產生零點漂移?

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?a href="/tags/壓力變送器" target="_blank">壓力變送器的相關報道。如果你對本文即將要講解的內容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、壓力變送器硬件設計

系統(tǒng)硬件主要由金屬電阻應變式壓力傳感器、信號處理電路、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，壓力傳感器先進行數(shù)據(jù)采集，經A/D轉換電路的信號處理后送入STM32再次進行濾波處理，最后通過OLED輸出顯示數(shù)字電壓值。

1.電源供電

考慮到監(jiān)測水流壓力波動時電線供電不方便，所以本文采用3.6V鋰電池給整個系統(tǒng)供電。電池給STM32和A/D轉換器供電，A/D轉換器的激勵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較小的特點，選用在高濕度環(huán)境下能適應小信號的金屬電阻應變式壓力傳感器。該傳感器具有結構簡單、操作方便、采樣精度高、受溫度影響小等優(yōu)點，適合高濕度環(huán)境下的信號測量。本文選用MPM281VC型壓力敏感元件，其為恒壓供電、標準輸出，且全部為不銹鋼材質，適合多種流體介質。

3.A/D轉換電路

由于供水流量變化較固定且供水管道壓力波動信號較小，所以本文選用一款適合小信號測量的ADS1120芯片用于供水管道流體壓力監(jiān)測，其精密程度達到16位，最高采樣頻率達到512 kHz，多路復用器可實現(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，要設計與之對應的電阻橋式測量電路。本文將AIN0通道作為恒流電壓輸入端口，AIN2通道和AIN3通道分別作為負信號端口和正信號端口，從AIN1通道處飛線引出，測試ADS1120是否正常工作。STM32通過SPI總線接口與ADS1120進行數(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)轉換狀態(tài)的標志端口。

二、壓力變送器零點漂移的原因和解決辦法

通過上面的介紹，想必大家對壓力變送器硬件設計方案的一種實現(xiàn)方式已經具備了初步的認識。在這部分，我們主要來了解一下壓力變送器零點漂移的原因和解決辦法。

壓力/差壓變送器零點漂移是指在規(guī)定的測試條件下，當輸入壓力為零時，輸出值隨時間正向、負向或上、下跳動超過規(guī)定指標。

1、輸出信號為零

當壓力變送器出現(xiàn)壓力為零的現(xiàn)象時，可以從以下幾個方面進行處理：首先檢查管道內是否存在壓力，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)無反應

若加壓力無反應則要檢查取壓管的閥門是否正常，變送器保護功能跳線開關是否正常，取壓管是否堵塞，檢查白送器零點和量程，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，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，對傳感器進行微調，若還存在問題，更換新的傳感膜頭。

4、壓力變量讀數(shù)不穩(wěn)定

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

但有一些零點變化是允許的，如壓力變送器安裝位置與調校時位置不同引起的零點輸出值變化，校表時測量膜片垂直于地面，但現(xiàn)場安裝時，測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量膜片偏離中心位置引起的零點變化屬于正?，F(xiàn)象。壓力變送器的測量范圍越小，變化值越大。只需通過調零位把變化的零點輸出值調回零即可

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