差圧トランスミッタは、2つの点間の圧力差を測定し、標準信号出力に変換するための工業プロセス制御において重要な計器である。そのコアワークフローは圧力感知、機械変換、電子信号変換の3つの一環に分けることができる。
一、圧力感知と機械変換
差圧トランスミッタのコア感知要素は、通常、ダイアフラムまたはベローズである。その内部には高(H)、低(L)の2つの圧力収容室があり、それぞれ比較が必要な2つの圧力P 1とP 2を導入している。
両側の圧力が異なると、圧力差(ΔP=P 1−P 2)が敏感な膜片に作用し、微小な変形変位を生じる。この形変数は差圧値ΔPに比例し、すなわち差圧が大きいほど、形変位量も大きくなる。このプロセスでは、見えない圧力差を測定可能な機械的変位に変換することができます。
二、信号検出と変換機構
膜の微小変位は正確に検出され、変換される必要がある。従来と現代のトランスミッターは異なるメカニズムを採用している:
容量式原理(主流技術):フィルム自体がキャパシタの可動電極として機能し、その両側の固定電極はそれと2つのキャパシタを構成する。膜片が差圧によって変位すると、2つのコンデンサの容量値が変化する(1つは増大し、1つは減少する)。検出回路は、入力された差圧値に直接対応する容量差値を正確に測定する。
歪みシートの原理:膜シートの変位は充填液を通じて金属歪み体に伝達され、歪みを発生させる。歪体に貼り付けられた歪シートの抵抗値はそれに伴って変化し、ホイートストンブリッジ回路を通じて抵抗変化を電圧信号に変換する。
三、電子信号の変換と出力
検出回路を経て得られる電気信号(電圧または容量変化量)は非常に微弱で非線形である。環境干渉の影響を除去するために、増幅、線形化、温度補償のために信号調整回路に送られます。
最後に、処理された信号は、マイクロプロセッサによって制御された回路によって、工業規格の4 ~ 20 mADCアナログ信号またはHART、Profibus−PAなどの特定のプロトコルに準拠したデジタル信号に変換される。この標準信号は測定された差圧と正確な線形関係にあり、制御システム、記録計、または表示計器に遠距離伝送でき、プロセス圧力の正確な監視と制御を実現する。
以上より、差圧トランスミッタは「圧力差→機械変位→電気信号変化→標準信号」のチェーン反応により、物理量から標準化情報への正確な変換を実現し、工業自動化分野の「知覚神経」となった。