YOKOGAWA压力变送器介绍教学教材
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YOKOGAWA压力变送器介绍
一：概述
压力定义： 垂直作用在单位面积上的力称压力。在国
际单位制（SI）和我国法定计量单位中，压力 的单位是“帕斯卡”，简称“帕”，符号为 “Pa”1 。P a1 N /m 21m kg 2 m s21 kgm 1 s 2
即1N的力垂直均匀作用在1m2的面积上所形成 的压力值为1Pa。
DpHarp EJA
Digital Pressure Transmitter
变送器总体分类
差压变送器
表压/绝压变送器
气体或液体测量
变送器测量介质分类
气体测量
蒸汽测量
Pressure Sensor Of Transmitter
Capacitance 电容 PiezoResistance 压电电阻式
电容式差压变送器工作原理
电容式差压变送器工作原理
电容式差压变送器工作原理
被测介质的高低压力分别进入测量元件的高低压室，作用于隔离膜片上， 填充液把两隔离膜片的压力信号传送到中心测量膜片上，中心测量膜片是一 个张紧的弹性元件，作用在其上的两侧压力差使中心测量膜片产生一个对应 于压力差的变形，其变形位移与所测压力差成正比，这个位移使电容极板产 生相应的电容变化，电子线路检测到这一电容变化并放大转换成对应的电流 信号。如果低压室通大气，高压室接被测介质，这时就可测量介质的相对压 力。同样，如果低压室为真空，高压室接被测介质，这时就可测量介质的绝 对压力。
❖ 两频率之差信号直接送到CPU进行数据处理，然后 （１）经D/A转换成420mA输出信号，通讯时叠加Brain或Hart数字信号； （２）直接输出符 合现场总线（Fieldbus Foundation TM）标准的数字信号。
❖ 当加有静压（工作压力）时，两形状、尺寸、材质完全一致的谐振梁形变相 同， 故频率变化也一致，故偏差自动清除。
都要受到空气分子撞击产生的压力，这个压力称为大气压力。
表压力 PB ：压力表原理
1.1原理：压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表 内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。
PB= PJ －PD 真空度PZ（负压） ：补充的全面解释：
“真空度”顾名思义就是真空的程度。所谓“真空“，是指在给定的空间内，压强低于 101325帕斯卡(也即一个标准大气压强约101KPa)的气体状态。 在真空状态下，气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示，显然，该压力值越小则表 示气体越稀薄。
Vent Plug Vent Valve
手动阀通常安装靠下 边的地方
TX
Drain Valve Drain Plug
YOKOGAWA压力变送器的安装
用差压变送器测量蒸汽流量
Orifice
Condensate Pot
3 Valve Manifold
TX
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
手动阀通常安装在靠 上边的地方
Drain Valve Drain Plug
PZ＝ PD－ PJ
二、压力检测方法
1.平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被 测压力相平衡的原理测量压力。
2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压 力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的 大小。
3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷 量等电量的变化。
采用 HART protocol® （HART 协议） YOKOGAWA EJA系列压力变送器
硅谐振式差压变送器工作原理
❖ 采用微电子加工技术（MEMS)在一个单晶硅芯片表面的中心和边缘制作两 个形状、尺寸、材质完全一致的Ｈ形状的谐振梁，谐振梁在自激振荡回路中 作高频振荡（如图1）。 单晶硅片的上下表面受到的压力不等时，将产生形 变，导致中心谐振梁 因压缩力而频率减小，边缘谐振因受拉伸力而频率增 加（如图２）。
YOKOGAWA压力变送器的安装
用压力变送器测量开口桶槽液位
Fill Plug
Open Tank
Tap Valve
如果测量液体腐蚀性太大 ，要使用隔离液
隔离液的密度必须比 被测液体大
TX
Transmitter
Drain Valve Drain Plug
Open Tank
YOKOGAWA压力变送器的安装
YOKOGAWA压力变送器常用型号
EJA110
EJA510/EJA520
EJA210
EJA438
EJA118
YOKOGAWA压力变送器型号解析举例
1 2
变送器概述 变送器安装
3 4
变送器组态 使用和维护
5
故障检修
6
案例分析
YOKOGAWA压力变送器的安装
用差压变送测量气体流量
TRANSMITTER
1atm = 1.01325×105Pa
1bar=105Pa 1PSI=6.89×103Pa
压力表示方式
绝对压力PJ ：直接作用于容器或物体表面的压力，称为“绝对压力”，绝对压 力值以绝对真空作为起点，符号为PABS（ABS为下标）。 大气压力PD ：地球表面覆盖有一层厚厚的由空气组成的大气层。在大气层中的物体，
用差压变送器测量液位
Metal Resonant Wire金属丝谐振
Silicon Resonant 硅谐振式
Force Balance 力平衡式
单晶硅谐振式差压变送器
YOKOGAWA压力变送器传感器
硅谐振传感器
硅谐振式差压变送器工作原理
信号终端
低压腔
谐振传感器 高压侧(HP)
低压侧 (LP)
硅片 高压强
P1
硅油受压后可流动性和不可压缩性
TX
3 Valve Manifold
Vent Plug Vent Valve
Tap Valve
手动阀通常安装在靠 上边的地方
Tap Valve Orifice
TX
Drain Valve Drain Plug
YOKOGAWA压力变送器的安装
用差压变送器测量液体流量
Tap Valve
TX
3 Valve Manifold
压力单位
过去采用的压力单位“工程大气压力” （kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、“毫米水柱”
（（mbamrH）2O、）“、PS“I”物等理均大应气改成压法”定（计at量m单）位、帕“。巴 ”
1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa 1mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa
一：概述
压力定义： 垂直作用在单位面积上的力称压力。在国
际单位制（SI）和我国法定计量单位中，压力 的单位是“帕斯卡”，简称“帕”，符号为 “Pa”1 。P a1 N /m 21m kg 2 m s21 kgm 1 s 2
即1N的力垂直均匀作用在1m2的面积上所形成 的压力值为1Pa。
DpHarp EJA
Digital Pressure Transmitter
变送器总体分类
差压变送器
表压/绝压变送器
气体或液体测量
变送器测量介质分类
气体测量
蒸汽测量
Pressure Sensor Of Transmitter
Capacitance 电容 PiezoResistance 压电电阻式
电容式差压变送器工作原理
电容式差压变送器工作原理
电容式差压变送器工作原理
被测介质的高低压力分别进入测量元件的高低压室，作用于隔离膜片上， 填充液把两隔离膜片的压力信号传送到中心测量膜片上，中心测量膜片是一 个张紧的弹性元件，作用在其上的两侧压力差使中心测量膜片产生一个对应 于压力差的变形，其变形位移与所测压力差成正比，这个位移使电容极板产 生相应的电容变化，电子线路检测到这一电容变化并放大转换成对应的电流 信号。如果低压室通大气，高压室接被测介质，这时就可测量介质的相对压 力。同样，如果低压室为真空，高压室接被测介质，这时就可测量介质的绝 对压力。
❖ 两频率之差信号直接送到CPU进行数据处理，然后 （１）经D/A转换成420mA输出信号，通讯时叠加Brain或Hart数字信号； （２）直接输出符 合现场总线（Fieldbus Foundation TM）标准的数字信号。
❖ 当加有静压（工作压力）时，两形状、尺寸、材质完全一致的谐振梁形变相 同， 故频率变化也一致，故偏差自动清除。
都要受到空气分子撞击产生的压力，这个压力称为大气压力。
表压力 PB ：压力表原理
1.1原理：压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表 内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。
PB= PJ －PD 真空度PZ（负压） ：补充的全面解释：
“真空度”顾名思义就是真空的程度。所谓“真空“，是指在给定的空间内，压强低于 101325帕斯卡(也即一个标准大气压强约101KPa)的气体状态。 在真空状态下，气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示，显然，该压力值越小则表 示气体越稀薄。
Vent Plug Vent Valve
手动阀通常安装靠下 边的地方
TX
Drain Valve Drain Plug
YOKOGAWA压力变送器的安装
用差压变送器测量蒸汽流量
Orifice
Condensate Pot
3 Valve Manifold
TX
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
手动阀通常安装在靠 上边的地方
Drain Valve Drain Plug
PZ＝ PD－ PJ
二、压力检测方法
1.平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被 测压力相平衡的原理测量压力。
2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压 力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的 大小。
3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷 量等电量的变化。
采用 HART protocol® （HART 协议） YOKOGAWA EJA系列压力变送器
硅谐振式差压变送器工作原理
❖ 采用微电子加工技术（MEMS)在一个单晶硅芯片表面的中心和边缘制作两 个形状、尺寸、材质完全一致的Ｈ形状的谐振梁，谐振梁在自激振荡回路中 作高频振荡（如图1）。 单晶硅片的上下表面受到的压力不等时，将产生形 变，导致中心谐振梁 因压缩力而频率减小，边缘谐振因受拉伸力而频率增 加（如图２）。
YOKOGAWA压力变送器的安装
用压力变送器测量开口桶槽液位
Fill Plug
Open Tank
Tap Valve
如果测量液体腐蚀性太大 ，要使用隔离液
隔离液的密度必须比 被测液体大
TX
Transmitter
Drain Valve Drain Plug
Open Tank
YOKOGAWA压力变送器的安装
YOKOGAWA压力变送器常用型号
EJA110
EJA510/EJA520
EJA210
EJA438
EJA118
YOKOGAWA压力变送器型号解析举例
1 2
变送器概述 变送器安装
3 4
变送器组态 使用和维护
5
故障检修
6
案例分析
YOKOGAWA压力变送器的安装
用差压变送测量气体流量
TRANSMITTER
1atm = 1.01325×105Pa
1bar=105Pa 1PSI=6.89×103Pa
压力表示方式
绝对压力PJ ：直接作用于容器或物体表面的压力，称为“绝对压力”，绝对压 力值以绝对真空作为起点，符号为PABS（ABS为下标）。 大气压力PD ：地球表面覆盖有一层厚厚的由空气组成的大气层。在大气层中的物体，
用差压变送器测量液位
Metal Resonant Wire金属丝谐振
Silicon Resonant 硅谐振式
Force Balance 力平衡式
单晶硅谐振式差压变送器
YOKOGAWA压力变送器传感器
硅谐振传感器
硅谐振式差压变送器工作原理
信号终端
低压腔
谐振传感器 高压侧(HP)
低压侧 (LP)
硅片 高压强
P1
硅油受压后可流动性和不可压缩性
TX
3 Valve Manifold
Vent Plug Vent Valve
Tap Valve
手动阀通常安装在靠 上边的地方
Tap Valve Orifice
TX
Drain Valve Drain Plug
YOKOGAWA压力变送器的安装
用差压变送器测量液体流量
Tap Valve
TX
3 Valve Manifold
压力单位
过去采用的压力单位“工程大气压力” （kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、“毫米水柱”
（（mbamrH）2O、）“、PS“I”物等理均大应气改成压法”定（计at量m单）位、帕“。巴 ”
1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa 1mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa