[科普中国]-气压控制器

气压控制器是一种应用于工业工程中的控制机器，主要作用是对气压进行调整控制。

原理控制器产品在制造生产时每种产品都有其特定的工作压力范围（量程），在此范围内客户可预先设定好需要开关工作的压力值，此值也称压力开关的设定点。在接入系统后，当被测介质的压力大于（小于）设定点时传感器产生阶越信号，触发控制器内部的微动开关，使系统回路打开（闭合）。控制器通常配置一个SPDT型微动开关，每一个SPDT开关均可设定为常闭或常开状态，设为常开状态时，当微动开关动作则使系统回路闭合。常闭状态是使系统回路断开。

气压控制系统结构图2 是基于硅微控阀门的气压控制系统的原理结构图，系统包括两个硅微控阀门，用于系统压力保护控制的普通电磁压力阀门和减压阀， 压力气瓶和真空泵为系统提供压力和真空源，保证系统正常工作。采用微处理器和压力传感器和电子控制电路设计的压力控制和放大驱动电路为阀门动作提供控制信号。

压力大小的设定通过计算机输入， 由数模转换器转换成对应的电压值， 系统实际的压力大小通过压力传感器采样，并且通过整定后，与设定信号进行比较、放大， 通过控制进气阀门和排气阀门的开度大小和开关时间，实现系统压力控制。如果系统压力大于设定压力，系统排气阀门打开，连通真空泵，系统压力降低；反之，如果系统压力小于设定压力，系统进气阀门打开，连通气瓶，气体进入气容，系统压力增高，从而实现压力自动控制。1

气压控制器的传感测量电路设计系统采用EG&G 公司的1230 气压传感器，是长期稳定性好，性能优越，成本低。该传感器是一个单电桥，其输出阻抗2～3kΩ，输出电压信号小于90mV，为了将传感器输出用于系统控制，必须将传感器的满量程输出放大至5V 左右，为保证信号调理电路不影响传感器的工作状态和工作性能，要求放大电路须具有较高的输入阻抗，几乎不从传感器吸收电流，同时，由于普通的运算放大器具有较大的失调电压和温度漂移，一般不用作微弱信号放大器，而测量放大电路具有高输入阻抗、低失调电压、低温度漂移和稳定的放大倍数，设计中传感器信号放大电路选择典型测量放大电路，图3 是传感器调理电路。该传感器的激励电流为1.5mA，传感器的放大调理电路采用仪表放大器，使传感器在满量程时的输出电压为5V 左右。2

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李斌 - 副教授 - 西南大学