簡單而有效的壓力控制電路

　　不論是在恒壓供水系統還是在超臨界萃取高壓控制系統中，普遍采用變頻調速器來驅動增壓泵中的馬達。這種閉環系統由壓力變送器、PID控制器和變頻調整構成。市售的PID控制器價格都在千元以上，加上變送器使成本進一步增加；另外，PID控制器多為溫度控制設計的，溫度與壓力參數在特性上有很大的差異，溫度有很大的滯后性，而壓力基本上是瞬時作用的；PID的調整比較復雜，有時會產生明顯的過沖，這在多數高壓控制系統中是不希望發生的。本文介紹的一種壓力控制電路，結構簡單，性能良好。

　　該電路由恒壓源，壓力傳感器調理電路和比例放大器組成。恒壓源產生二個基準電壓，一個6V基準供壓力傳感器的應變電阻橋使用；另一個作為設定壓力的基準。壓力設定值（此處以電壓表示）用三位半表顯示。壓力傳感器多采用應變片電阻橋，可以用恒壓來驅動，圖中電路（圖1）的放大系數為：

G=1Rf/Rs

　　調整Rf，使傳感器最大輸出與設定電壓最大值一致。隨后將傳感器輸出和設定電壓送到比例放大器，傳感信號與設定值比較，放大，產生一個0～10V的誤差信號。由于變頻調速器輸入有0～10V、4～20mA等多種選擇，是用面板上按鍵編程設置的，因此0～10V誤差信號控制變頻器輸出驅動電壓的頻率，從而達到控制馬達轉速的目的。
　　下面以一個具體例子來說明。如果超臨界萃取高壓釜的最大工作壓力要求20Mpa。我們選用0～20Mpa的壓力傳感器，電壓設定范圍選擇0～200mV，可以用200mV輸入的三位半表顯示，最低一位表示0.01Mpa。調理電路的最大輸出也調整在200mV。若設定奪力為15Mpa，即150mV。開始時壓力傳感器輸出很小，使比例放大器產生10V電壓，讓變頻器輸出最高頻率（設定為100周），馬達全速動作，系統壓力迅速提升。當工作壓力逐漸趨向設定壓力時，誤差電壓降低，變頻器輸出頻率也隨之降低，壓力上升放緩。當工作壓力達到設定壓力，變頻器停止工作。要是系統有一定的流量，比例放大器產生一個0與10V之間的中間電壓，調頻器亦從中等速率驅動馬達，維持壓力恒定。

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