[实用新型]应变式位移检测元件的力平衡式变送器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在自动检测技术领域内的变送器仪表。

背景技术

目前，在流量、液位等检测过程中，依据力平衡原理的变送器仍在大量使用，典型代表是DDZ-II型与DDZ-III型差压变送器。在这一类变送器中，当被测压差变化时，正比于被测压差的输入力作用于杠杆系统上并使其产生位移，变送器的位移检测放大器将该位移转换为对应的标准电流信号，该电流信号既作为变送器的输出信号，同时又流过固定在杠杆上的电磁反馈装置以产生正比于该输出电流的反馈力，如此，反馈力与输入力均发生了相应的变化，并使杠杆系统再次平衡在一个新的位置上。显然，由于上述力平衡关系，变送器的输出电流正比于被测压差。DDZ-II型差压变送器使用的是高频位移检测放大器，并使用铝检测片和平面检测线圈作为位移检测元件；DDZ-III型差压变送器使用的是低频位移检测放大器，并使用差动变压器作为位移检测元件。由于这两种位移检测元件的输出参数均为电感量，位移检测放大器必须包含自激振荡电路，因而放大器的电路较复杂，变送器的调校也比较麻烦，变送器的可靠性、重复性也较差。

发明内容

考虑到应变片的输出参数为电阻量，后续处理电路相对简单，且具有测量精度高、量程宽、适应性强等优点，使用应变式位移检测元件可组成性价比相对较高的力平衡式变送器。

本实用新型所采用的技术方案如说明书附图中的图1所示：研制的变送器是一种应变式位移检测元件的力平衡式变送器，其整体结构为一个负反馈闭环系统，由杠杆系统、前向通道的位移检测放大器、反馈通道的电磁反馈装置组成，前向通道的位移检测放大器采用应变式位移检测放大器，应变式位移检测放大器由应变式位移检测元件、电桥、电压放大器、V/I转换电路几部分组成，应变式位移检测元件包括弹性元件与固定在弹性元件上的应变片两部分，应变片连至电桥，电桥将应变片的电阻变化转换为电压变化作为电压放大器的输入，电压放大器输出电压经V/I转换电路转换为直流电流信号，该直流电流信号即应变式位移检测放大器的输出电流信号，应变式位移检测放大器的输出电流一方面作为整个变送器的输出电流信号，另一方面该电流同时流过固定在杠杆上的电磁反馈装置以产生电磁反馈力，被测量的输入力和电磁反馈装置输出的电磁反馈力在杠杆系统上综合比较后产生的差值力作用在应变式位移检测元件的弹性元件上，这个差值力使弹性元件产生形变(位移)并被弹性元件的弹性力所平衡，弹性元件的形变又使得固定在其上面的应变片产生相应的电阻变化，应变式位移检测元件的力平衡式变送器也可不使用杠杆系统，而将被测量的输入力和电磁反馈装置输出的电磁反馈力直接作用在应变式位移检测元件的弹性元件上进行力的综合比较。在图1中，k₄为弹性元件的刚度系数，k₇为电压放大器的放大系数，β为电磁反馈装置的反馈系数，k₁、k₂、k₃、k₅、k₆、k₈为闭环系统相应环节的比例系数。根据闭环系统传递函数的计算方法可得：