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HART協(xié)議的電容式壓力PILZ變送器
PILZ壓力變送器被廣泛應(yīng)用在工業(yè)過(guò)程檢測(cè)和控制中,如石油、化工、冶金、電力、輕工等行業(yè)的過(guò)程控制、檢測(cè)系統(tǒng),它是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的核心。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,PILZ壓力變送器的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。

HART協(xié)議的電容式壓力PILZ變送器
PILZ壓力變送器是工業(yè)自動(dòng)化儀表行業(yè)中使用量zui大、應(yīng)用范圍zui廣的產(chǎn)品之一。根據(jù)ARC咨詢集團(tuán)壓力變送器世界調(diào)查報(bào)告顯示，*壓力變送器市場(chǎng)2002年其市場(chǎng)銷售額為12.74億美元，2007年達(dá)到14.71億美元。2004年中國(guó)的壓力變送器市場(chǎng)接近1億3500萬(wàn)美元，而到2009年，中國(guó)的壓力變送器市場(chǎng)期望到達(dá)2億3100萬(wàn)美元。目前，市場(chǎng)上存在兩大類型的壓力變送器，一種是高精度、高智能化的智能PILZ壓力變送器，它們的功能非常強(qiáng)大，但是價(jià)格昂貴；另一種是普通的壓力變送器，它們具有價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但測(cè)量精度低，且功能簡(jiǎn)單。在研究國(guó)內(nèi)外壓力變送器的發(fā)展?fàn)顩r基礎(chǔ)上，提出了一種廉價(jià)的可用于測(cè)量井下石油壓力的高精度智能壓力變送器。該P(yáng)ILZ智能壓力變送器以芯片為控制核心，芯片內(nèi)集成了溫度傳感器和ADC、DAC轉(zhuǎn)換電路，減小了變送器的體積，降低了功耗，提高了系統(tǒng)的可靠性。壓力、溫度信號(hào)分別經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)對(duì)芯片的編程實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的濾波、線性化、溫度補(bǔ)償?shù)忍幚恚瑉ui終壓力以4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)的形式輸出，在溫度0～85℃范圍內(nèi)，壓力精度可達(dá)0.1％F．S。然而早期的檢測(cè)控制系統(tǒng)主要是模擬儀表控制系統(tǒng),設(shè)備之間是以1～5V或4～20mA的模擬信號(hào)進(jìn)行通信。因?yàn)槟M現(xiàn)場(chǎng)變送器的大量使用,全數(shù)字PILZ智能壓力變送器替代模擬壓力變送器還需要很長(zhǎng)一段時(shí)間,在此過(guò)程中,開(kāi)發(fā)出一種能兼容模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的變送器將具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。目的就是應(yīng)用HART協(xié)議來(lái)設(shè)計(jì)電容式差壓/壓力變送器。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的PILZ變送器不僅保留了傳統(tǒng)儀表4~20mA模擬信號(hào)的輸出,而且可實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)字通信。硬件方面的工作主要包括整個(gè)系統(tǒng)方案的確定、各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)、模塊之間的連接和核心芯片的選取。軟件設(shè)計(jì)主要包括設(shè)計(jì)整個(gè)軟件體系結(jié)構(gòu)和信息融合技術(shù)處理等關(guān)鍵程序。

HART協(xié)議的電容式壓力PILZ變送器
數(shù)據(jù)處理方面確定了一系列的算法,將原始采集到的AD數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償和非線性補(bǔ)償,使得補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)具有線性化誤差和溫度誤差更小的特點(diǎn),輸出的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度更高。設(shè)計(jì)的基于HART協(xié)議的電容式差壓/壓力變送器具有數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)兼容、高準(zhǔn)確度、低功耗等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。