洛丁森技術(shù)研發(fā)視角：差壓變送器的靜壓影響分析（下）
上半部分對于差壓變送器靜壓影響分析了，靜壓影響對變送器性能的影響和現場(chǎng)舉例、金屬電容傳感器靜壓影響產(chǎn)生的原因。接下來(lái)我們將分析：硅傳感器靜壓影響分析、金屬電容傳感器的靜壓影響數據與結果分析。
4.洛丁森硅傳感器靜壓影響分析
洛丁森研發(fā)的硅傳感器采用整體封裝，周?chē)幻芊夤栌桶鼑?，其敏感元件四周均受力，受靜壓影響力非常小。
工作原理介紹：
硅傳感器的敏感元件是將P型雜質(zhì)擴散到N型硅片上，形成極薄的導電P型層，焊上引線(xiàn)即成“硅應變片”，其電氣性能是做成一個(gè)全動(dòng)態(tài)的壓阻效應惠斯登電橋。它和彈性元件（即其N(xiāo)型硅基底）結合在一起。介質(zhì)壓力通過(guò)密封硅油傳到硅膜片的正腔側，與作用在負腔側硅油形成壓差，它們共同作用的結果使膜片的一側壓縮，另一側拉伸，壓差使電橋失衡，輸出一個(gè)與壓力變化對應的信號?；菟沟请姌虻妮敵鲂盘栯娐诽幚砗?，即產(chǎn)生與壓力變化成線(xiàn)性關(guān)系的4-20mmADC標準信號輸出。
從圖5硅傳感器的結構示意圖上可以看出，硅傳感器完全被硅油包容，從圖6硅傳感器在工作靜壓下的受應力分布圖上可以看出，硅傳感器內外各個(gè)方向的應力得到了有效抵消。只有在基礎硅片和導油管的環(huán)裝連接膠處，當有工作靜壓時(shí)存在一個(gè)將連接膠壓緊的應力。這個(gè)應力基本影響不到測量硅片，所以洛丁森的硅傳感器設計結構受工作靜壓的影響較小，比較適合應用于高靜壓測量場(chǎng)合。
5 金屬電容傳感器的靜壓影響數據與結果分析
5.1 測量方法
圖7中T1為基準差壓變送器，T2為被測差壓變送器，S1為負腔可調儲氣氣缸，S2為正腔儲氣氣缸。
工作原理：高壓氣源（7MPa）將高壓氮氣同時(shí)加到T1、T2變送器上，然后關(guān)閉三閥組的平衡閥，通過(guò)微動(dòng)調解S1的氣缸活塞，可獲得變送器的量程輸出。將被測變送器和基準變送器的數據進(jìn)行比較，即可推算被測變送器的在此高壓靜壓（7MPa）下的量程靜壓影響誤差。
5.2 測量數據
本試驗中，基準差壓變送器采用洛丁森研發(fā)的硅差壓變送器（經(jīng)過(guò)靜壓補償），被測差壓變送器采用金屬電容差壓變送器DP型電容式差壓變送器。滿(mǎn)量程均為40kPa，工作靜壓為7MPa。試驗前，所有的變送器均經(jīng)過(guò)線(xiàn)性補償，其基本誤差符合±0.075%的要求。
從表1中可以看出：
a.在7MPa工作靜壓下，電容式差壓變送器的零位輸出沒(méi)有規律性，與OMPa靜壓下的零位輸出比較，其中部分數據變小，部分數據變大。
b.在7MPa工作靜壓下，電容式差壓變送器的壓差線(xiàn)性輸出全部偏小，壓差值越大則偏差越大。即滿(mǎn)量程輸出偏差最大，平均滿(mǎn)量程靜壓偏差達-0.020V，即-0.5%。
6.結束語(yǔ)
分析以上列舉的試驗數據，并根據文中對不同傳感器對靜壓影響量的闡述，可知金屬電容式差壓變送器由于其本身結構上的原因，導致其輸出在靜壓工作下發(fā)生較大的偏移。從產(chǎn)品設計的角度出發(fā)，為了降低或消除這種偏差，可以通過(guò)以下兩個(gè)方案實(shí)施：
a)敏感元件采用壓力傳導介質(zhì)全包結構設計，如上文提到的采用硅傳感器，它能有效地降低或消除靜壓影響；
b)采用軟件靜壓補償原理：
首先，在傳感器內部額外設置靜壓傳感器，用以測試工作靜壓；
然后，使用專(zhuān)用設備對每種量程的差壓傳感器進(jìn)行多次重復的靜壓誤差測試，積累到一定的數據后，采用軟件的方法建立靜壓偏移數學(xué)模型；
最后，將靜壓偏移數學(xué)模型下載到每臺差壓變送器中。
這樣當經(jīng)過(guò)靜壓補償后的差壓變送器，在現場(chǎng)應用時(shí)，將根據不同的工作靜壓，自動(dòng)修正量程輸出偏差，達到消減靜壓影響的目的。
洛丁森目前開(kāi)發(fā)的RP1000系列高精度差壓/壓力變送器，正是基于以上兩點(diǎn)展開(kāi)研究的，并在市場(chǎng)上獲得了一致好評，為客戶(hù)解決了靜壓影響的問(wèn)題。相信在不久的將來(lái)可以將工作靜壓對差壓傳感器精度的影響降為更低。
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