压力变送器（Pressure Transmitter）是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4-20mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。

   压力变送器的核心是压力传感器和信号处理电路两部分。压力变送器广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、、石化等众多行业。 

一、压力变送器工作原理

压力变送器感受压力的电器元件一般为电阻应变片，电阻应变片是一种将被测件上的压力转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
   通常是将应变片通过特殊的黏合剂紧密地粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。

二、压力变送器的分类
1、压阻式压力变送器
   了解压阻式压力变送器时，首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变变送器的主要组成部分之一。
   电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
2、陶瓷压力变送器
   抗腐蚀的压力变送器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥（闭桥）。
   由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。
3、扩散硅压力变送器
   扩散硅压力变送器与使用的常规压力变送器相比，有两个显著不同的技术差别：一是测量元件采用新兴的高精密陶瓷材料；二是测量元件内无中介液体，是固体的。
   被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
4、压电压力变送器传感器
   压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质消失（这个高温就是所谓的"居里点"）。

  （居里点Curie point又称居里温度Curie Temperature，Tc或磁性转变点。是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度，是铁磁性、或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。）。   

5、电容式压力变送器
   被测介质的两种压力通入高、低两个压力室，作用在敏感元件的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。电容式压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。 
   当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。
    电容式压力变送器和电容式压力变送器的工作原理与差压变送器是相同的，所不同的是低压室压力是大气压或真空。电容式压力变送器的A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号，其值被微处理器用来判定输入压力值。

 

三、压力变送器的安装方法

1、取压点的选择
1）、所选择的测压点应能反映被测压力的真实大小。取压点应选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管路弯管、分叉、死角及易形成旋涡的地方。
2）、对于气体介质，应使气体内的少量凝结液能顺利流回工艺管道，因此取压点应在管道的上半部；对于液液体介质，应使液体内析出的少量气体能返回管道，同时防止管道内的杂质及颗粒进入测量管路及仪表，因此取压点应在管道下半部，但是不能在管道底部。
2、导压管敷设
1）、导压管粗细要合适，一般内径为6~10mm，长度应尽可能短，最长不得超过50米；
2）、导压管水平安装时应保持有1：10~1：20的倾斜度，以利于管内积存的液体（或气体）的排出；
3）、取压口到压力计之间应装设截止阀，以利于压力变送器的检修。
3、安装点的确定
1）、变送器应安装在易观察和检修的地方。
2）、安装地点应力求避免振动和高温的影响。
3）、当检测温度高于60℃的液体、蒸汽时，就地安装的压力变送器取源部件应加装环形弯或U形冷凝弯。

四、压力变送器常见故障及处理方法
1、问题现象：变送器无输出
1-1、检查与测试
1）、查看变送器电源是否接反；
2）、测量变送器的供电电源，是否有24V直流电压；
3）、如果是带表头的，检查表头是否损坏（可以先将表头的两根线短路，如果短路后正常，则说明是表头损坏）；
4）、将电流表串入24V电源回路中，检查电流是否正常；
5）、电源是否接在变送器电源输入端；

1-2、解决办法
1）、把电源极性接正确。
2）、必须保证供给变送器的电源电压≥12V(即变送器电源输入端电压≥12V)。
3）、如果没有电源，则应检查回路是否断线、检测仪表是否选取错误（输入阻抗应≤250Ω）；
4）、表头损坏的则需另换表头，如果正常则说明变送器正常，此时应检查回路中其他仪表是否正常。
5）、把电源线接在电源接线端子上。
2、问题现象：变送器输出≥20mA
2-1、检查与测试
1）、变送器电源是否正常
2）、实际压力是否超过压力变送器的所选量程；
3）、压力传感器是否损坏，严重的过载有时会损坏隔离膜片。
4）、接线是否松动；
5）、电源线接线是否正确
2-2、解决办法
1、变送器电源如果小于12VDC，则应检查回路中是否有大的负载，变送器负载的输入阻抗应符合RL≤(变送器供电电压-12V)/( 0.02A) Ω
2、重新选用适当量程的压力变送器。
3、压力传感器若是损坏，需发回生产厂家进行修理。
4、接好线并拧紧。
5、电源线应接在相应的接线柱上。
3、问题现象：变送器输出≤4mA
3-1、检查与测试
1）、变送器电源是否正常
2）、实际压力是否超过压力变送器的所选量程；
3）、压力传感器是否损坏，严重的过载有时会损坏隔离膜片。
3-2、解决办法
1）、变送器电源如果小于12VDC，则应检查回路中是否有大的负载，变送器负载的输入阻抗应符合RL≤(变送器供电电压-12V)/( 0.02A) Ω 。
2）、重新选用适当量程的压力变送器。
3）、压力传感器若损坏，需发回生产厂家进行修理。
4、问题现象：压力指示不正确
4-1、检查与测试
1）、变送器电源是否正常
2）、参照的压力值是否一定正确
3）、压力指示仪表的量程是否与压力变送器的量程一致
4）、压力指示仪表的输入与相应的接线是否正确
5）、变送器负载的输入阻抗应符合RL≤(变送器供电电压-12V)/( 0.02A) Ω
6）、多点纸记录仪没有记录时输入端是否开路；
7、相应的设备外壳是否接地
8）、是否与交流电源及其他电源分开走线
9）、压力传感器是否损坏，严重的过载有时会损坏隔离膜片。
10）、管路内是否有沙子、杂质等堵塞管道，有杂质时会使测量精度受到影响；
11）、管路的温度是否过高，压力传感器的使用温度是-25~85℃，但实际使用时在-20~70℃以内。
4-2、解决办法
1）、变送器电源如果小于12VDC，则应检查回路中是否有大的负载，变送器负载的输入阻抗应符合RL≤(变送器供电电压-12V)/( 0.02A) Ω。
2）、如果参照压力表的精度低，则需另换精度较高的压力表。
3）、压力指示仪表的量程必须与压力变送器的量程一致。
4）、压力指示仪表的输入是4~20mA的，则变送器输出信号可直接接入；如果压力指示仪表的输入是1~5V的则必须在压力指示仪表的输入端并接一个精度在千分之一及以上、阻值为250Ω的电阻，然后再接入变送器的输入。
5）、变送器负载的输入阻抗应符合RL≤，如不符合则根据其不同可采取相应措施：如升高供电电压（但必须低于36VDC）、减小负载等。
6）、多点纸记录仪没有记录时输入端如果开路则：1、 不能再带其他负载；2、 改用其他没有记录时输入阻抗≤250Ω的记录仪。
7）、相应的设备外壳接地。
8）、与交流电源及其他电源分开走线。
9）、压力传感器若损坏，需发回生产厂家进行修理。
10）、管路内有沙子、杂质等堵塞管道时，需清理杂质，并在压力接口前加过滤网。
11）、管路的温度过高，加缓冲管以散热，使用前在缓冲管内先加些冷水，以防过热蒸汽直接冲击传感器，从而损坏传感器或降低使用寿命。

五、压力变送器主要选型依据
  压力、差压变送变送器的选用，主要依据被测介质、温度环境、精度等级、安装维护成本等角度去考虑，确定所采用变送器的生产厂家及型号后，根据使用要求确定变送器的量程。量程选择时，应遵循量程上、下可调、精度、价格等综合考虑。
1、测量介质
   如果测量的是相对比较清洁的流体，就直接采用标准的压力变送器就可以了。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合，则必须选用隔离型变送器。
   在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀，一定要选好膜盒材质，否则使用后很短时问就会将外膜片腐蚀坏，法兰也会被腐蚀坏造成设备和生产事故。变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。
2、量程范围
   一般压力变送器都具有一定的量程可调范围，将使用的量程范围设在它量程的1/4-3/4段，这样精度会有保证，对于微差压变送器来说更是重要。
   实践中，有些应用场合需要对变送器的测量范围进行迁移，这时需根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量，然后进行正迁移或负迁移。
3、精度等级
   在工业测量中，为了便于表示仪表的质量，通常用准确度等级来表示仪表的准确程度。准确度等级就是最大引用误差去掉正，负号及百分号。准确度等级是衡量仪表质量的重要指标之一。
    工业过程测量和控制用检测仪表、及显示仪表的精确度等级有：0.01，0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0 ；共11个。依据标准为 《GBT 13283-2008 工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精确度等级》。

4、接液材质

一般的压力变送器的接触介质部分的材质采用的是316不锈钢，如果测量介质对316不锈钢没有腐蚀性，那么基本上所有的压力变送器都适合对介质压力的测量。
   如果测量介质对316不锈钢有腐蚀性，那么就要采用化学密封，这样不但可以测量介质的压力，也可以有效的阻止介质与压力变送器之间接液部分的接触，从而起到保护压力变送器，延长使用寿命的作用。
5、输出信号
   压力变送器的输出信号主要有：4-20mA，0-20mA，0-10V，0-5V等，比较常用的是4-20mA和0-10V两种，且只有4-20mA信号为两线制（不包括接地和屏蔽线），其他均为三线制。
6、介质温度
   一般情况下，压力变送器的测量介质温度为-30到+100度。如果温度过高，一般采用的是冷凝弯来冷却介质。

7、其他
  在确定以上这些参数之后还要确认压力变送器的过程连接接口、安装方式，以及压力变送器的供电电压，在特殊的场合下使用还要考虑防爆、以及防护等级等。