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静电电容式

信息来源:乐清蒙特仪表有限公司 发布时间:2013-5-16 14:04:13

       静电电容式

 

       高压端和低压端接液膜片受到的压力,通过密封液传导至感压膜片。
       与高压端及低压端的压力差成比例产生位移的感压膜片兼作可动电极。
       检测并放大感压膜片与固定电极间的静电容量差,转换为统一信号。若将某差压下从可动电极的中间位置产生的位移设为X,由于位移与差压成比例,则:

x=A(PH-PL)           (1)
 A:  常量
 PH:  施加于感压膜片高压端的压力
 PL:  施加于感压膜片低压端的压力


       若将感压膜片(可动电极)与固定电极之间的中间距离设为d0,高压端和低压端固定电极与可动电极间距设为dH,dL,则:

 dH=d0 + x
 dL=d0 - x

       两者的电极间电容为:
 
 ε:  密封液的介电常数
 S:  电极板面积
       流过各自电容的电流与总电流Ic如下:
 iH + iL = ωeD(CH + CL)=Ic
 

       把式(2)和式(3)代入式(4),然后再代入式(1):
 
静电电容式图片

       由此得出,差电流Iout(即输出)与差压成比例。因为从差压可以获得成比例的输出电流,所以当Ic一定时,iL-iH转换成4-20mA。

       在电路原理图中将Ic设为一个常量,所以:

  1. 由额定电流额定电压源Q3,D12将Ic控制为额定电流,A-C之间的电压为2×R4×Ic。
  2. 由起振电路OSC的T1的2次线圈eD励振产生的电流作为iL,iH时,C-B之间以及B-A之间的电压之和为R4×(iL+iH)。

       要使a,b两项之差Δe=2R4Ic-R4(iL+iH)的值为零,包括U1在内的电路会动作。即,如果Δe≠0,通过U1放大电压,然后增减OSC的起振电压,所以iL、iH也随之增减。一直变化至iL+iH=2Ic时平衡。

       另一方面,量程调整电阻R13由iL-iH电流的流动形成,通过U2放大R13(iL - iH)=e0的电压,再通过Q4变换成电流,输出4-20mA DC。该电流通过反馈电阻R14,与被反馈到U2的e0对上,发生动作,U2的输入为零。


静电电容式差压变送器原理电路

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