动态压力变送器的设计

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摘要：本文主要介绍了动态压力变送器的设计与电荷放大器的频率范围的计算

动态压力变送器的设计

提高泄漏检测信号的信噪比有助于提高泄漏检测灵敏度并减少泄漏误报，其中传感器是#根本的环节.动态压力变送器的作用就是将管道内的动态压力变化转换成电信号.并经过适当的信号放大与滤波处理，#终转换成4-20mA的两线制输出或者485五线制输出，其结构框图见图

动态压力变送器的结构框图

由上图所示，动态压力变送器主要由压电式传感器、电荷放大器、信号调理模块、微控制器模块和电源模块组成。该变送器使用压电式传感器完成压力一电荷信号变换.根据压电效应。动态压力作用到压电元件上，使压电元件产生形变，形变又使压电元件表面产生电荷。该电信号经适当的放大与滤波处理后，即可测得电荷(电压)大小。电荷放大器主要用于实现电荷一电压转换。信号调理模块主要用于对信号进行放大和滤波，实现增益调节、带通滤波、电平平移和电压电流转换等功能。微控制器模块一方而控制信号调理模块的工作.另一方面将信号经A/D转换成数字量，用于RS-485输出。

电荷放大器的频率范围

        电荷放大器的带宽需要根据实际应用场合进行选择，根据以往的应用经验与现场实验表明，竹道泄漏信号经过管道长距离传播后能量主要集中在低频段，该信号的自功率谱如图2所示。
        电荷放大器的低频下限由反馈电容Cf和反馈电阻Rf决定，其值为
            fL=1/27rCfRf
      要想提高低频响应特性，就要提高其时间常数r(C1R1)的位。但反馈电阻和反馈电容的选择不能盲目.须遵循一定的原则.反馈电容不能过大.考虑到压电式传感器的输出电荷员，反馈电容一般不超过10000PF。但反馈电容也不能太小，以免寄生电容影响运算放大电路的工作，一般Cf不小于100 pF。在设计过程中，电荷放大器的低频下限设计为0.3Hz。电荷放大器的高频上限.主要由后续的低通滤波器决定，本传感器的通带频率可调。

管道泄漏信号的自功率谱曲线

压力变送器

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