单晶硅变送器之EJA变送器的工作原理

2018/1/3 1:23:52 人评论次浏览分类：变送器文章地址：//www.e-cumulus.com/tech/550.html

EJA变送器采用单晶硅谐振式传感器，直接输出频率信号，传感器自身就可以消除机械电气干扰、环境温湿度变化、静压与过压等影响。因此，EJA变送器具有优良的温度影响特性、静压影响特性、单向过压特性。EJA变送器原理框图如图所示。它由膜盒组件和电器转换组件两部分组成。

EJA变送器原理框图

从图可知，单晶硅压力变送器的膜盒组件由单晶硅谐振式传感器和特性修正存储器组成。现分述如下：
1、单晶硅谐振传感器
在单晶硅芯片上采用微电子机械加工技术(MEMS)，分别在其表面的中心和边缘制成两个形状、大小完全一致的H形谐振梁，且处于微型真空腔中，使其既不与充灌液接触，又确保振动时不受空气阻尼的影响。硅谐振梁处于由永久磁铁提供的磁场中，与变压器、放大器等组成一正反馈回路，让谐振梁在自激振荡回路中作高频振荡。当单晶硅片的上下表面受到压力并形成压力差时，硅片将产生变形，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，因而使两个H形谐振梁分别感受到不同应变作用，其结果是中心谐振梁因受压缩力而频率减少，边缘谐振梁因受到张力而频率增加，两个频率之差对应不同的压力信号。
EJA变送器内置的特性修正存储器用来存储传感器的环境温度、静压及输人、输出特性的修正数据，经CPU运算后，可使变送器获得良好的温度特性、静压特性及输入、输出特性。 EJA变送器单晶硅传感器

EJA变送器单晶硅传感器

2、智能电器转换部件
由单晶硅谐振式传感器上的两个H形的振动梁分别将压力或差压信号转换为频率信号送到计数器，再将两频率之差直接传递到CPU进行数据处理，经D/A转换为与输人信号相对应的4-20mA输出信号，并在模拟信号上叠加个BRAIN/HART数字信号进行通信。通过I/0口与外部设备(如手持智能终端以及DCS中的带通信功能的I/0卡)以数字通信方式传递数据，即高频2.4kHz（BRAIN协议）或1.2kHz（HART协议）数字信号叠加在4-20mA信号上。在进行通信时，频率信号对4-20mA信号不产生任何扰动影响。

EJA智能变送器电子转换部分

常用EJA变送器选型和型号
EJA-A系列是横河电机最成功的压力变送器。该系列变送器最初于1991年发布，持续提供高性能和高可靠性，可用于几乎任何应用。已有450万台EJA变送器在全球安装使用，EJA变送器具有良好的业绩记录，出色的故障平均间隔时间，在行业内无与伦比。