压力变送器研究现状及发展趋势

压力变送器作为工业领域的重要测量仪器,已广泛应用于火电、核电、化工、钢铁、航天等领域。随着检测技术和自动化技术的发展,对压力变送器的稳定性、精确度以及智能化水平提出了更为严苛的要求。介绍了压力变送器的主体结构和常见分类。从通信方式、特殊环境测量要求以及智能化等多个方面分析了压力变送器的研究和应用现状。压力变送器的通信方式已经从传统的模拟通信发展到方便、快捷的无线通信。针对高温极端环境压力测量,更多的新型材料(如碳化硅、石墨烯等)被用作传感器敏感元件。为了适应智能化需求,一些研究者设计、研发了具有自诊断功能的压力变送器,以保障系统的安全性。为了克服压力传感器的温度漂移问题,提出了各种神经网络和深度学习的温度补偿算法。无线化、智能化、高精度等将成为压力变送器未来的主要发展方向。

基于自适应深度置信网络的压力变送器温度补偿方法研究

随着压力变送器检测技术和人工智能技术的不断发展,在航空航天、石化、核电等领域人们对压力变送器的稳定性、实时性、测量精度等方面有了更严格的要求。而工作环境的温度会对设备精度造成巨大影响,导致变送器测量值出现偏移。针对此问题,本文提出了基于自适应深度置信网络的高精度压力变送器温度补偿方法。深度置信网络(Deep Belief Networks,DBN)在无监督学习阶段提取数据的特征,然后在有监督阶段使用少量的数据对网络参数进行微调;利用白鲸优化算法(Beluga Whale Optimization,BWO)在全局搜索和局部寻优之间达到平衡,有效地提高DBN网络的优化效果;引入Metropolis准则和适应度平衡因子,进一步提高算法的全局寻优能力以及模型收敛速度。实验拟合后的数据精度可达0.0048%,远高于现有的最高标准0.05级。经过一系列对比分析,验证了补偿算法的准确性和实用性。

硅压阻压力传感器在地下水监测中的应用

154N型硅压阻压力传感器具有结构紧凑、性能可靠等优点,被广泛应用于低压力监测场合。该传感器内部具有温度补偿电路以及经过激光调整的增益调节电阻,使得信号调理变得简单易行。为检测该传感器及其调理电路的性能,在同一套调理电路中分别应用了相同型号的四只传感器,以记录每只传感器在相同压力值的信号输出,并计算确定每只传感器的输出信号随压力变化的相关系数。通过对比四只传感器的相关系数,验证了传感器及其应用电路适用于液位测量。

液位测量仪的研制

介绍了压力变送器、温度变送器和测量仪表。温度测量元件和温度变送器电路性能稳定 ,压力传感器和变送器电路重复性能好。利用单片机的汇编语言编制一组误差补偿程序 ,有效地补偿了压力传感器的温度、非线性误差 ,提高了测量仪的测量精度 ,测量准确度≤ 0 .1%± 1字。

压电式压力传感器热冲击效应的试验研究

论述了瞬变温度对压电式压力传感器具有热冲击作用,并能改变传感器的预紧力、自振频率及灵敏度,形成瞬变温度误差。传感器的特殊膜片结构可以大大减小瞬变温度误差。通过对某2种压电式传感器的模拟热冲击效应的试验研究,阐述了热冲击对传感器的实际影响,并给出了测量数据及分析结果。

一种新型光纤压力传感器的设计

设计了一种工作波长为800 nm的光纤压力传感器,提出了一种用补偿光纤对温度和双折射进行补偿的方法,并从理论上进行了解释.在不同温度和压力条件下对该传感器进行了实验,相对误差小于1.5%.实验结果表明,该补偿方法是有效的.在0℃～50℃的温度下,对传感器在O～40 MPa的压力范围内进行了测试,其标准偏差在1%以内.

智能高温压力传感器的研制

本文介绍了智能化硅-蓝宝石高温传感器的微机检测、运算处理和控制.由半导体工艺制成的硅压阻传感器,当其把压力信号转换为电信号以后,再由微机对检测的信号压力零点及灵敏度的温度补偿以及对压力非线性特性进行校正,最后对测量结果进行标定变换并显示.取得了理想的测量和控制效果.

气压传感器信号采集与非线性校正

利用电激励谐振筒式气压传感器测量气压,电激励谐振筒式气压传感器输出信号的频率与气压呈非线性关系,且与环境温度有关.通过对信号进行分频准确测量出信号的周期和频率,A/D转换测量环境温度进行温度补偿,用曲线拟合法准确计算出气压,气压测量的范围为450～1100hPa,测量误差小于0.3hPa.

电容式压力传感器温度补偿的RBF神经网络

提出了一种基于径向基函数 (RBF)神经网络的电容式压力传感器温度补偿方法。通过实例说明了这一方法的应用 ,结果表明采用这种方法能在不同的压力下及温度变化较大时 ,对电容式压力传感器进行有效的温度补偿 ,并且能得到很高的补偿精度。

扩散硅压力变送器温度补偿研究

扩散硅压力变送器测量精度高、动态响应快。当把它应用于温度变化范围较大的环境时,虽然变送器内部进行了硬件温度补偿,它的零点迁移还会随温度变化较大。通过实验测得一组扩散硅压力变送器随温度变化的零点迁移数据,然后采用分段线性插值法得到一个随温度变化的零点迁移补偿函数。在实际应用中利用零点迁移函数对各个温度点进行软件零点迁移补偿,从而可以大大提高信号检测精度。

基于PCI总线的矩阵电路在压变温压补偿系统中的实现与应用

文章提出基于PCI总线驱动控制的矩阵电路在压力变送器温压补偿系统中应用的目的是解决现有压力变送器温压补偿系统中HART总线型工位电路数量少,整套矩阵电路缺失冗余性,以及现有电路在压力变送器产品温压补偿中实用性差、维护成本高的问题。文中阐述的矩阵电路是以PCI总线为基础,实现对PIO数字接口卡的驱动控制,完成由PCI总线上32路数字I/O到168路数字I/O的转换,并利用168路数字I/O进行继电器矩阵电路设计,实现了弱电控制强电的过程,成功有效的解决了现存压力变送器温压补偿系统中矩阵电路存在的问题。该研发成果已经应用于PDS压力变送器产品温压补偿生产线上,并且该电路的设计能够满足压力变送器生产企业的需求,而且整套电路融入系统中能够长期稳定、可靠的运行。

压力传感器及误差补偿

介绍了压力传感器、变送器、智能压力传感器,对压力传感器的零点漂移、压力灵敏度、非线性误差进行补偿。设计了压力变送器、温度变送器、A/D转换器和单片机电路。较好地补偿压力传感器的误差,提高测量精度一个数量级别,达到测量精度0.1%±1字。

模型表面测压技术研究

南航研制了小量程薄型压力传感器，厚度０．８ｍｍ左右，量程为±１００００Ｐａ，静校各项精度均小于０．２％。贴在模型表面任何部位可同时测量静态和脉动压力，传感器具有较高的频率响应特性，高达８０ｋＨｚ。在南航ＮＨ－２风洞用薄型传感器研究了圆柱体的静态和脉动压力特性。

数字式传感器在智能温度变送器设计中的应用

介绍了DS16 2 0温度传感器的工作原理及特点 ,提出了数字式热电偶参比端温度补偿的方法并将其用于智能温度变送器的设计中 ,克服了补偿电桥不能完全补偿的缺陷 ,提高了测量精度 ,降低了变送器的成本。

具有温补功能的压阻传感器供电电源

分析了压阻传感器灵敏度温度漂移特性.根据其灵敏度与T(?)成比例的关系,设计了与T(?)成正比的电压源和电流源,从而很好地实现了对灵敏度温漂的补偿。

扩散硅压力变送器的精密温度补偿

文中介绍了扩散硅压力传感器温度补偿的一种新方法 ,以及采用MAX1457精密补偿全温区 ( - 30～ +80℃ )压力变送器 ( 4～ 2 0mA输出 )的关键事项。

基于PSO-BP模型的扩散硅压力传感器温度补偿

硅的电导率易受温度影响,导致扩散硅压力传感器的输出电压随温度变化产生漂移,需对该传感器进行温度补偿,针对该问题提出粒子群优化的BP神经网络算法(PSO-BP)。通过二维标定实验,利用温度传感器监测实验环境温度,得到扩散硅压力传感器在不同工作温度下的输入输出特性曲线,建立PSO-BP模型。该模型利用粒子群算法全局寻优的能力为BP神经网络算法初始权值和阈值选取最优解,弥补传统BP神经网络初始值随机选取的弊端,克服容易局部陷入极值的缺陷。实验结果表明,经过PSO-BP模型补偿后的输出零位温度系数和灵敏度温度系数均减小一个数量级,证实该模型能够有效降低温度对扩散硅压力传感器的影响。

基于WOA-BP的压力变送器温度补偿研究

针对压力变送器易受温度影响产生非线性误差,提出一种基于鲸鱼算法优化BP神经网络的WOA-BP温度补偿模型。通过鲸鱼算法对传统的BP神经网络的权值和阈值进行优化,得到优化后的补偿模型,用于拟合压力变送器压力与温度之间的非线性关系,从而得到补偿后的数据。实验结果表明:补偿后的压力值不受温度影响,压力变送器的最大相对误差从4.6%降低到了0.48%。

压力变送器调试软件的研究与应用

从压力变送器的系统原理和典型架构分析了变送器产品的功能和技术难点,以ADI公司的Smart Pressure Transmitter为例,详细介绍了压力变送器配套上位机软件的主界面、压力标定、温度补偿和输出校准操作过程,用多个温度点下标定系列压力值的方法实现了最小二乘法温度补偿.经测试标定软件操作简单,流程清晰,达到了压力变送器设备出厂标定和温度补偿的预期效果,可以提升产品的标定和测试效率.

电容式压力传感器电路的温度补偿

本文提出了一种电容式压力传感器的温度补偿方法，它适用于在不同输入压力下的温度补偿。本文设计的相应的补偿电路，经高低温测试，其补偿效果良好。对变送电路的输出输入关系也作了推导。