單晶硅變送器之EJA變送器的工作原理

2018/1/3 1:23:52 人評論次瀏覽分類：變送器文章地址：http://www.fg316.com/tech/550.html

EJA變送器采用單晶硅諧振式傳感器，直接輸出頻率信號，傳感器自身就可以消除機械電氣干擾、環境溫濕度變化、靜壓與過壓等影響。因此，EJA變送器具有優良的溫度影響特性、靜壓影響特性、單向過壓特性。EJA變送器原理框圖如圖所示。它由膜盒組件和電器轉換組件兩部分組成。

EJA變送器原理框圖

從圖可知，單晶硅壓力變送器的膜盒組件由單晶硅諧振式傳感器和特性修正存儲器組成。現分述如下：

1、單晶硅諧振傳感器
在單晶硅芯片上采用微電子機械加工技術(MEMS)，分別在其表面的中心和邊緣制成兩個形狀、大小完全一致的H形諧振梁，且處于微型真空腔中，使其既不與充灌液接觸，又確保振動時不受空氣阻尼的影響。硅諧振梁處于由永久磁鐵提供的磁場中，與變壓器、放大器等組成一正反饋回路，讓諧振梁在自激振蕩回路中作高頻振蕩。當單晶硅片的上下表面受到壓力并形成壓力差時，硅片將產生變形，導致中心諧振梁因壓縮力而頻率減小，邊緣諧振因受拉伸力而頻率增加，因而使兩個H形諧振梁分別感受到不同應變作用，其結果是中心諧振梁因受壓縮力而頻率減少，邊緣諧振梁因受到張力而頻率增加，兩個頻率之差對應不同的壓力信號。

EJA變送器內置的特性修正存儲器用來存儲傳感器的環境溫度、靜壓及輸入、輸出特性的修正數據，經CPU運算后，可使變送器獲得良好的溫度特性、靜壓特性及輸入、輸出特性。

EJA變送器單晶硅傳感器

2、智能電器轉換部件
由單晶硅諧振式傳感器上的兩個H形的振動梁分別將壓力或差壓信號轉換為頻率信號送到計數器，再將兩頻率之差直接傳遞到CPU進行數據處理，經D/A轉換為與輸人信號相對應的4-20mA輸出信號，并在模擬信號上疊加個BRAIN/HART數字信號進行通信。通過I/0口與外部設備(如手持智能終端以及DCS中的帶通信功能的I/0卡)以數字通信方式傳遞數據，即高頻2.4kHz(BRAIN協議)或1.2kHz(HART協議)數字信號疊加在4-20mA信號上。在進行通信時，頻率信號對4-20mA信號不產生任何擾動影響。

EJA智能變送器電子轉換部分

常用EJA變送器選型和型號
EJA-A系列是橫河電機最成功的壓力變送器。該系列變送器最初于1991年發布，持續提供高性能和高可靠性，可用于幾乎任何應用。已有450萬臺EJA變送器在全球安裝使用，EJA變送器具有良好的業績記錄，出色的故障平均間隔時間，在行業內無與倫比。