静压式液位变送器、静压式液位传感器(完整版)实用资料.doc

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1、静压式液位变送器、静压式液位传感器（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载）静压式液位变送器、静压式液位传感器一、概述静压式液位变送器采用带不锈钢隔离膜的扩散硅压阻式压力传感器作为信号测量元件, 把与液位深度成正比的液体静压力准确测量出来,并经过专业信号调理电路转换成标准 4-20mA 电流或 RS485信号输出 , 建立起输出信号与液体深度的线性对应关系, 实现对液体深 度的精确测量。静压式液位变送器精度高,体积小,使用方便,直接投入液体中,即可测量 出变送器末端到液面的液位高度。静压式液位变送器 DATA-51系列广泛地应用于 城市供排水、 污水处 理 、 水池、

2、 油池油罐、 水文 地 质、水库、河道和海洋等领域 。型 号 意义:示例说明:DATA-5102(10mH2O 表示 为 唐山平升 电 子生产 的 420mA ,精度为 0.5%,量 程 为 10m 的 静压式液位变送器。二、特点 灵敏 度高, 响 应 时间 1ms 。 精度 等级 高,可 达 0.1级 。 全 不锈钢 密封结构 , IP68防水 。 聚氨酯导气 电 缆 , 耐 高 温、耐腐蚀 。 体积小 巧 ,便于 安装、 投 放 。三、工作原理静压式液位变送器采用的传感器 是以单晶 硅为 基 体, 采用 先进 的离 子注 入 工艺和微机械 加工工艺 , 制 成 了具有惠斯顿 电 桥和 精

3、密 力 学结构 的硅 敏 感元件。 传感器 所处 位 置 的 水 压 通 过接 口 作用 在 硅 敏 感元件 上 , 实现 了所加 压力与输出信号的线性转换, 经 激光修 调的 厚 膜电 阻 网络补偿 了敏 感元件的 温 度性 能 。四、性能指标型 号 :DATA-51系列测量 介 质:液体 (对不锈钢 壳 体 无 腐蚀 量 程:07,10,20,35,70,100m输出信号 :420mA / RS485;供 电电 源 :1228V DC(4-20mA 输出 528V DC(RS485输出 4-20mA 型 液位 计负载 电阻 ( :RL (U-8 /0.02(U 为电 源 电压 RS485型

4、 液位 计 温 度测量 范围 :-10 80 (功能 可 选 精 度 :0.5% FS. 、 0.1% FS ;环境 温 度 : -10 80存储 温 度 : -40 80过 载能 力 :150%FS稳定 性 能 :0.05%FS/年 ; 0.1%FS/年零点 温 度系 数 :0.01%FS/满 度 温 度系 数 :0.02%FS/温 度精度 等级:0.2%FS;防 护 等级:IP68结构 材料 :外壳 :不锈钢 316L 密封 圈 :氟橡胶传感器 外壳 :不锈钢 316L 膜 片 :不锈钢 316L 电 缆:7.2mm 聚氨酯 专用电 缆五、接线图 六、外形结构(单位:mm :七、注意事项1

5、、 收 到 产 品 时 请检查包 装是 否完好 , 核 对变送器 型 号与 规格 是 否 与 您选购 的 产 品相符 。2、 禁止 测量与不锈钢不 相兼容 的 介 质 。3、 确 保 电 源 供 电电压 符合 供 电 要求 ,电 源 的正 、 负极 与 产 品 的正 、 负极 对应,确 保最 高液位 在 该 产 品 的测量 范围内 。4. 请避免 静压式液位变送器电 缆 接线 头浸 入液体, 造 成 导气 线 内 进 入液体, 导 致 液位 计 损坏 。5. 请避免 静压式液位变送器的电 缆 线 被刀 或 其 他锋利 的 金属物 体 划伤 , 造 成液位 计损 坏 。 6. 传感器 属 于精

6、密 器件, 用 户 使用 时 请 不 要 自行拆解 , 更 不 能 触碰 膜 片 , 以 免造 成 触碰 损坏 。7. 若发 现压力式 水 位传感器输出信号 异常 , 应 及 时通 知我公司 , 用 户 不 得随 意 拆卸 外壳 , 以 免造 成不 必 要损坏 。八、选型提示1. 被 测 介 质 应与接 触 产 品 部分 的 材料相兼容 , 同 时 需 要 注明 被 测 介 质 的 密 度 (水 除 外 。2. 唐山平升 选 用 聚氨 脂 材 质 电 缆 , 聚氨 脂较 为 柔软 , 耐 磨 性 好 ,性 能 优越 。 若 使用 聚 乙 烯 电 缆 , 在 订货 时 要 注明 。3. 产 品

7、安装在 多雷雨 地 区 时 , 建 议 用 户 加装防 雷击 保护 装置 , 并确 保 产 品 及 电 源 可 靠 接 地,可 降低雷 电对变送器 损坏 的 概率 。4. 若 静压式液位变送器 (静压式液位传感器 有 其 它特殊 要求 , 敬 请 与 生产 厂家商洽 , 并 在 订 单 中 注明 。压力和液位传感器测量实验一、实验目的：1. 了解压力传感器和液位传感器的工作原理和结构 2. 学习如何安装和使用压力传感器、液位传感器 3. 学习如何测定和校正传感器的量程曲线 4. 学习传感器、数字转换仪表的连接和参数设置二、实验装置及试剂压力传感器一台，液位传感器一台，直流电源，数字显示仪表，高

8、位槽，低位槽，电磁阀。三、实验原理压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业过程的测量和自控包括石油、化工、航空、制药、环境等不同的行业和过程，按照不同的类型，还可以有用来测量液体或气体压力的，测量物体重量的，测量流体压差的和物体的位移量。也可以分别叫做压力传感器、重量传感器、液位传感器和差压传感器等名称，下本实验简单介绍一些常用传感器原理及其应用。实验装置为一个透明的有机玻璃塔，也可以作为一个液体罐。在塔体的下部，安装有压力传感器，通过改变液体的高度，或者气体的压力，都可以造成系统压力的变化，可以用来测量塔内液体水产生的压力，并显示在数字仪表上。该数据也可以直接连接到计

9、算机上，实现在线监控和采集。在塔的上、下部位，安装有液位传感器，用来测量液体的位差。本实验中液体是水，不管液体上方的气体压力如何变化，液位传感器只是测量上下两个测量口之间的压力差。 图1 压力/液位传感器测量试验流程图传感器测量原理：压力传感器的种类繁多，有压阻式压力传感器、电容式压力传感器、半导体应变片压力传感器电、感式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 压阻式压力传感器：通常是将电阻膜片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在一个固定基体上，当基体受力发生应力变化时，膜片的电阻值也发生相应的改变，如果

10、电路中有一个恒流源，从而使加在电阻上的电压发生变化。通过用电桥放大后测量该电压值，就可以知道施加到膜片上的压力值。电阻膜片应用最多的是金属电阻膜片和半导体膜片两种。金属电阻膜片又分丝状膜片和金属箔状片两种。金属电阻膜片是利用吸附在基体材料上金属丝或金属箔，受应力变化时，电阻发生变化的特性来测量的。应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。 图2 传感器接线原理采用水的变化来引起压力和压差的变化，用压力传感器来测量气体或液体的压力，用差压传感器来测量液位的差别，也就是液体高度。实验采用水为实验物系，水可以连续的加入到一个透明的有机玻璃塔中，该塔也可以代表一个液体罐。当液位不同时

11、，压力传感器测量到的压力不同，同样液位传感器测量的数值也不同。通过不断的改变液体的高度，就可测出不同的压力和液位值。四、实验步骤1. 检查实验装置的仪器和设备，是否完好?2. 将水管连接到水龙头上，并连接到有机玻璃塔的进口，检查是否漏水？水能否流入到塔内？3. 检查压力传感器、液位传感器连线是否正确？并按照实验原理和仪表说明书，将信号，电源线连接好。本实验中，压力传感器采用250的电阻，INP 采用第33个，正极接“17”，负极接“18”；液位传感器采用50的电阻，INP 采用第32个，正极接“19”，负极接“18”。4. 连接完成后，让指导教师检查。待老师确认后，可以开始实验。 5. 按照仪

12、表的操作说明，和传感器的量程说明，设定好仪表的输入上下限。压力传感器的范围为0-1at ，液位传感器的范围为0-5m 。 6. 改变液体的高度，每次改变10厘米水柱，分别记录压力传感器的数值和液位传感器的数值，记录液体的温度。7. 从玻璃塔下的放水阀往外放水，每次改变10厘米水柱，也分别记录压力传感器的数值和液位传感器的数值，记录液体的温度。五、实验数据计算和处理往有机玻璃塔内加水时记录的实验数据见表1。表1 实验数据 从塔内放水时记录的实验数据见表2。表2 实验数据 将在某一液位高度下记录的两组数据取平均值，结果见表3：表3 计算数据 1. 压力传感器测量校正曲线：把压力传感器测量的数值和用

13、水的高度换算的数值，在直角坐标上作图，X 轴为压力传感器测量的实际数值，Y 轴为用水的密度、温度和高度换算出的水压力，这些点可以连接成一条直线，以后只要根据仪表读数，就可以知道真实的压力了。根据P=gh ，g=9.8 N/Kg，为液体在某一温度下密度，h 为实际液位高度。第一行数据忽略，对第二行数据：P=997.045 Kg/m3*9.8 N/Kg*0.1*10-5=0.010at.其余以此类推，得数据表格如下：表2 压力实际值计算数据 压力实际值（a t 压力显示值（at图3 压力实际值与压力显示值曲线2. 液位传感器测量校正曲线：把液位传感器测量的数值和用水的实际高度，在直角坐标上作图，X

14、 轴为液位传感器测量的数值，Y 轴为水的实际测量高度，这些点可以连接成一条直线，以后只要根据仪表读数，就可以知道实际的液位高度。表3 液位实际值与显示值数据 液位实际值（m 液位显示值（m图4 液位实际值与显示值曲线六、实验结果及讨论1 通过实际数据进行理论计算，将水压的理论值和实际值进行对比，做出校正曲线。校正曲线为一条直线，说明此压力传感器的稳定性非常好；但是压力传感器的实测数据与理论数据有偏差，通过这种方式，使压力传感器得到了很好的校正。2 将液位的显示值和实际值进行对比，做出校正曲线。校正曲线为一条直线，线性度非常高，说明此液位传感器的稳定性非常好；由数据可以看出，液位的显示值和实际值

15、的偏差较小，说明此液位传感器的精度较好。七、实验问题回答1. 压力传感器有哪几种主要测量原理？答：压力传感器主要有压阻式传感器，主要原理是：将电阻膜片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在一个固定基体上，当基体受力发生应力变化时，膜片的电阻值也发生相应的改变，如果电路中有一个恒流源，从而使加在电阻上的电压发生变化。通过用电桥放大后测量该电压值，就可以知道施加到膜片上的压力值。电容式压力传感器：将膜片和基片构成一个腔体，待测压力使得陶瓷膜片弯曲情形，如此就能改变组件的电容量，借着加入必须的电子电路，尽可能将此变形与压力之变化互成关系。因此电容量的变化即比例于压力的变化。半导体压力传感器：此种装置也是应用压

16、电效应与电桥电阻形式获得量测结果，在硅支撑物上利用扩散的方法，用以产生膜片，包含电桥电阻的单元以静电处理固定在支撑玻璃上。所以，它就与外界形成机械性的隔离。当硅质膜片偏向时，电桥的输出就随着改变。 2. 液位传感器的安装有什么要求？测量原理是什么？答：液位传感器必需安装在塔的上、下部位，并且上端不能低于液面的最高实验值。当液位不同时，压力传感器测量到的压力不同，同样液位传感器测量的数值也不同。通过不断的改变液体的高度，就可以按照下式（1）、（2）计算出压力和液位值：液体压力=H（液体高度）+液体上方气体压力（液柱高度） （1） 液位值=低点的（液体高度）+液体上方气体压力（液柱高度）-高点的（

17、液体高度）+液体上方气体压力（液柱高度） （2） 3. 怎样使用压力校正曲线？用实验数据举例说明。答：压力校正曲线是测量值与实际值的曲线，横坐标为测量值（显示值），纵坐标为理论计算的实际值，根据测出的横坐标，在曲线上找纵坐标的对应点，就可得实际压力值。例如0.040at 对应0.032at 4 传感器的接线方式有那些？有什么应用区别？答：对于压力传感器，信号的输出可以分成三线制和二线制两种方式。一般三线制信号输出通常是电压信号，而电流信号的输出一般为两线制。当压力传感器接受到不同的压力时，元件会发生电阻或电压的变化。当在元件的两端接上一个直流电压时，也就是通常的电源，那么在回路中，就会产生对应

18、力的电流。如果把这个电流通过一个电阻，那么电阻两端就会产生一个固定的电压。该电流或电压值，随压力的变化而变化，得到了准确的电压或电流值，就可以反算出元件承受的压力。在三线制方式，通常一根是电源的正极，用红线表示，一根是电源的负极，一般用蓝色或绿色的线连接，第三根是信号线的正极，一般是黄色线，信号线的负极和电源的负极，是同一根线。比如，一个三线制的压力传感器，电源电压为24V ，压力测量的范围是0.00-0.10MPa ，信号输出范围是0-5V ，则当信号电压为1V 时，压力为0.02MPa 。在二线制方式，通常一根是电源的正极，用红线表示，一根是电源的 负极，一般用蓝色或绿色的线连接，当压力发

19、生变化时，该回路中的 电流就发生相应的变化，一般是在回路中接一个电阻，再把电阻两端 的直流电压引出来测量。 当然， 也可以直接测量电路中的电流。 比如， 一个二线制的压力传感器，电源电压为 24V，压力测量的范围是 0.00-0.10MPa，信号输出范围是0-20MA，则当回路中电流测量值为 10MA时，系统的压力为0.05MPa。 5.如何用液位传感器控制一个自动阀？ 答：先设定一个需要控制的高度，当液位传感器测量的液体高度 大于仪表设定好的控制值时，仪表会驱动出水电磁阀打开，让液体排 出；当塔内液体小于要求的高度时，会输出信号控制出水电磁阀会自 动关闭，或者使进水电磁阀打开，保持在设定的液

20、位。 静压式液位计、静压式水位传感器使用说明书一.概述 静压式液位计采用带不锈钢隔离膜的扩散硅压阻式压力传感器作为信号测量元件,把与液位深度成正比的液体静压力准确测量出来,并经过专业信号调理电路转换成标准4-20mA 电流或RS485信号输出,建立起输出信号与液体深度的线性对应关系,实现对液体深度的精确测量。水位计精度高,体积小,使用方便,直接投入液体中,即可测量出变送器末端到液面的液位高度。 静压式液位计广泛地应用于城市供排水、污水处理、水池、油池油罐、水文地质、水库、河道和海洋等领域。 防护等级:IP68。 型号意义:示例说明:DATA-5102(10mH 2O表示为唐山平升电子生产的42

21、0mA ,精度为0.5%,量程为10m 的水位计。二、外形结构(单位:mm :三、工作原理静压式液位计中的传感器是以单晶硅为基体,采用先进的离子注入工艺和微机械加工工艺,制成了具有惠斯顿电桥和精密力学结构的硅敏感元件。被测压力通过压力接口作用在硅敏感元件上,实现了所加压力与输出信号的线性转换,经激光修调的厚膜电阻网络补偿了敏感元件的温度性能。通讯类型:1串口; 2420mA ;精 度:00.5%; 10.1%;DATA-5 1 (m H 2O 量程:0,单位:m(一般在标牌中标注 采集类型:水位;唐山平升电子生产的变送器系列产品四、特点灵敏度高,响应时间1ms。精度等级高,可达0.1级。全不锈

22、钢密封结构,IP68防水。聚氨酯导气电缆,耐高温、耐腐蚀。体积小巧,便于安装、投放。五、性能指标型号:DATA-51系列测量介质:液体(对不锈钢壳体无腐蚀量程:05,10,15,20,25,30m输出信号:4-20mA;RS485供电电源:12/24V DC精度等级: 0.1%FS;0.5%FS环境温度 -1080存储温度 -4085过载能力:150%FS稳定性能:0.05%FS/年; 0.1%FS/年零点温度系数:0.01%FS/满度温度系数:0.02%FS/防护等级:IP68 结构材料:外壳:不锈钢316L 密封圈:氟橡胶传感器外壳:不锈钢316L 膜片:不锈钢316L 电缆:7.2mm聚氨酯专用电缆(配套2米,超出部分按长度加价六、接线图七、注意事项1.当收到静压式液位计时请检查包装是否完好,并核 对变送器型号与规格是否与您选购的产品相符。2.禁止静压式液位计测量与不锈钢不相兼容的介质。3.确保电源供电电压符合供电要求,电源的正、负极与产品的正、负极对应,确保最高液位在水位计的测量范围内。