自动检测与仪表-5.压力检测

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1、1 1自动检测自动检测 与仪表与仪表第二篇第二篇 过程参数检测技术过程参数检测技术 第二篇第二篇 过程参数检测技术过程参数检测技术 4 4 温度检测温度检测 7 7 物位检测物位检测 5 5 压力检测压力检测 8 8 机械量检测机械量检测 6 6 流量检测流量检测 9 9 成分分析仪表成分分析仪表 5.1 5.1 压力单位及压力检测方法压力单位及压力检测方法 5.2 5.2 常用压力检测仪表常用压力检测仪表 5.3 5.3 测压仪表的使用及压力检测系统测压仪表的使用及压力检测系统5 5 压力检测压力检测2 2自动检测自动检测 与仪表与仪表 5 5 压力检测压力检测5.1 5.1 压力单位及压力

2、检测方法压力单位及压力检测方法 5.1.1 5.1.1 压力的单位压力的单位 5.1.2 5.1.2 压力的压力的几种表示方法几种表示方法5.1.3 5.1.3 压力检测的主要方法及分类压力检测的主要方法及分类5.2 5.2 常用压力检测仪表常用压力检测仪表 5.2.1 5.2.1 弹性弹性压力压力计计5.2.2 5.2.2 力平衡式压力计力平衡式压力计5.2.3 5.2.3 压力传感器压力传感器5.3 5.3 测压仪表的使用及压力检测系统测压仪表的使用及压力检测系统5.3.1 5.3.1 测压仪表的使用测压仪表的使用5.3.2 5.3.2 压力检测系统压力检测系统3 3自动检测自动检测 与仪

3、表与仪表 5.1 5.1 压力单位及压力检测方法压力单位及压力检测方法5.1.1 5.1.1 压力的单位压力的单位压力压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。压力压力的单位为帕斯卡，简称帕（的单位为帕斯卡，简称帕（PaPa）下面给出几种单位之间的换算关系表，以便了解国际单位 制中的压力单位（Pa或MPa）与过去的单位之间的关系。4 4自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.1 5.1 压力单位及压力检测方法压力单位及压力检测方法5.1.1 5.1.1 压力的单位压力的单位压力单位帕/Pa兆帕/ MPa工程大气压/ (kgf/cm2)物理大气压/ atm汞柱/ m

4、mHg水柱/ mH2O（磅/英寸2） / （1b/in2）巴/bar帕111061.019710-59.86910-67.50110-31.019710-41.45010-4110-5兆帕1106110.1979.8697.5011031.01971021.45010210工程大气压9.8071049.80710-210.9678735.610.0014.220.9807物理大气压1.01331050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.33321021.333210-41.359510-31.315810-310.01361.93410-21.3332 10

5、-3水柱9.8061039.80610-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.8951036.89510-30.070310.0680551.710.703110.06895巴11050.11.01970.9869750.110.19714.501各种压力单位换算表各种压力单位换算表5 5自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.1 5.1 压力单位及压力检测方法压力单位及压力检测方法5.1.2 5.1.2 压力的压力的几种表示方法几种表示方法在压力测量中，常有在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度表压、绝对压力、负压或真空度之分。之分。当被测压力

6、低于大气压力时，当被测压力低于大气压力时，一般用一般用负压或真空度负压或真空度来表示。来表示。p p表表P P真真P P绝绝P P绝绝大气压力线大气压力线零线零线绝对压力、表压、绝对压力、表压、 负压（真空度）的关系负压（真空度）的关系绝对压力是指物体实际所承受的全部压力。绝对压力是指物体实际所承受的全部压力。表压力是一个相对压力，在工程实际中，所说的压力通常是表压力是一个相对压力，在工程实际中，所说的压力通常是指指表压表压，即，即压力表上的读数压力表上的读数。6 6自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.1 5.1 压力单位及压力检测方法压力单位及压力检测方法5.1.3 5.1.3 压力压力检测

7、的主要方法及分类检测的主要方法及分类液柱式压力表液柱式压力表液柱式压力表是根据静力学原理，将被测压力转换成液柱式压力表是根据静力学原理，将被测压力转换成 液柱高度来测量压力的。这类仪表包括液柱高度来测量压力的。这类仪表包括 U U 型管压力计、型管压力计、单管压力计、斜管压力计等。单管压力计、斜管压力计等。 弹性式压力表弹性式压力表弹性式压力表是根据弹性元件受力变形的原理，将被弹性式压力表是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成元件的位移来测量压力的。常见的有弹簧管测压力转换成元件的位移来测量压力的。常见的有弹簧管 压力表、波纹管压力表、膜片（或膜盒）式压力表。压力表、波纹管压力表、膜片

8、（或膜盒）式压力表。测量压力的仪表种类很多，测量压力的仪表种类很多，按其转换原理可大致分为以下四种：按其转换原理可大致分为以下四种：7 7自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.1 5.1 压力单位及压力检测方法压力单位及压力检测方法5.1.3 5.1.3 压力压力检测的主要方法及分类检测的主要方法及分类活塞式压力计活塞式压力计活塞式压力计是利用流体静力学中的液压传递原活塞式压力计是利用流体静力学中的液压传递原理，将被测压力转换成活塞上所加珐码的重量进行压理，将被测压力转换成活塞上所加珐码的重量进行压 力测量的。力测量的。这类测压仪表的测量精度很高，允许误差可小到这类测压仪表的测量精度很高，允许误

9、差可小到 0. 05 0. 05 一一 0 .2% 0 .2% ，所以普遍用作标准压力发生器或标，所以普遍用作标准压力发生器或标准仪器对其他压力表或压力传感器进行校验和标定。准仪器对其他压力表或压力传感器进行校验和标定。测量压力的仪表种类很多，测量压力的仪表种类很多，按其转换原理可大致分为以下四种：按其转换原理可大致分为以下四种：8 8自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.1 5.1 压力单位及压力检测方法压力单位及压力检测方法5.1.3 5.1.3 压力压力检测的主要方法及分类检测的主要方法及分类压力传感器和压力变送器压力传感器和压力变送器压力传感器和压力变送器是利用物体某些物理特压力传感器和

10、压力变送器是利用物体某些物理特 性，通过不同的转换元件将被测压力转换成各种电量性，通过不同的转换元件将被测压力转换成各种电量 信号，并根据这些信号的变化来间接测量压力。信号，并根据这些信号的变化来间接测量压力。根据转换元件的不同，压力传感器和压力变送器根据转换元件的不同，压力传感器和压力变送器 可分为电阻式、电容式、应变式、电感式、压电式、可分为电阻式、电容式、应变式、电感式、压电式、 霍尔片式等多种形式。霍尔片式等多种形式。测量压力的仪表种类很多，测量压力的仪表种类很多，按其转换原理可大致分为以下四种：按其转换原理可大致分为以下四种：9 9自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.1 5.1 压力

11、单位及压力检测方法压力单位及压力检测方法5.1.3 5.1.3 压力压力检测的主要方法及分类检测的主要方法及分类压力传感器和压力变送器压力传感器和压力变送器 测量压力的仪表种类很多，测量压力的仪表种类很多，按其转换原理可大致分为以下四种：按其转换原理可大致分为以下四种：活塞式压力计活塞式压力计液柱式压力表液柱式压力表弹性式压力表弹性式压力表1010自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.2 5.2 常用压力检测仪常用压力检测仪表表5.2.15.2.1 弹性弹性压力压力计计一、一、弹性元件弹性元件 弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。弹性元件是一种简易可靠的测压敏感元件。 当测压范围不同时，所用的

12、弹性元件也不一样。当测压范围不同时，所用的弹性元件也不一样。 弹性元件示意图弹性元件示意图弹簧管式弹簧管式弹性元件如图弹性元件如图(a)(a)和和(b)(b)所示，所示，薄膜式薄膜式弹性元件弹性元件 如图如图(c)(c)和和(d)(d)所示，所示，波纹管式波纹管式弹性元件如图弹性元件如图(e)(e)所示。所示。弹性弹性压力压力计的组成框图计的组成框图P59P591111自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.2 5.2 常用压力检测仪常用压力检测仪表表5.2.15.2.1 弹性弹性压力压力计计二、二、弹簧管压力表弹簧管压力表 11弹簧管；弹簧管；2 2 拉杆；拉杆； 3 3 扇形齿轮；扇形齿轮；4

13、 4 中心齿轮；中心齿轮； 5 5 指针；指针；6 6 面板；面板； 7 7 游丝；游丝；8 8 调整螺丝；调整螺丝； 9 9 接头接头分分 类类使用的测压元件使用的测压元件用途用途单圈弹簧管压力表、单圈弹簧管压力表、 多圈弹簧管压力表。多圈弹簧管压力表。 普通弹簧管压力表，普通弹簧管压力表， 耐腐蚀的氨用压力表、耐腐蚀的氨用压力表、 禁油的氧气压力表等。禁油的氧气压力表等。 1212自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.2 5.2 常用压力检测仪常用压力检测仪表表5.2.15.2.1 弹性弹性压力压力计计二、二、弹簧管压力表弹簧管压力表 电接点信号压力表电接点信号压力表1 1，4 4 静触点；

14、静触点；2 2 动触点；动触点； 3 3 绿灯；绿灯；5 5 红灯红灯普通弹簧管压力表普通弹簧管压力表电远传弹性压力表电远传弹性压力表的结构原理见的结构原理见P62P621313自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.2 5.2 常用压力检测仪常用压力检测仪表表5.2.15.2.1 弹性弹性压力压力计计二、二、弹簧管压力表弹簧管压力表 电远传弹性压力表电远传弹性压力表的结构原理见的结构原理见P62P62霍尔元件霍尔元件霍尔传感器霍尔传感器霍尔元件是将一种半导霍尔元件是将一种半导 体四端薄片（霍尔片），做体四端薄片（霍尔片），做 成正方形，在薄片上焊有两成正方形，在薄片上焊有两 对电极引出线，然后采

15、用非对电极引出线，然后采用非 导磁金属或陶瓷或环氧树脂导磁金属或陶瓷或环氧树脂 封装制成的。封装制成的。1414自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.2 5.2 常用压力检测仪常用压力检测仪表表5.2.15.2.1 弹性弹性压力压力计计二、二、弹簧管压力表弹簧管压力表 电远传弹性压力表电远传弹性压力表的结构原理见的结构原理见P62P62霍尔效应霍尔效应霍尔传感器霍尔传感器在垂直于半导体薄片平面的上方，在垂直于半导体薄片平面的上方， 施加施加磁感应强度磁感应强度为为B B的磁场，的磁场，在半导在半导 体薄片相对的两边通以体薄片相对的两边通以控制电流控制电流I I。当当N N型半导体中的载流子（电子

16、型半导体中的载流子（电子 ）沿着电流）沿着电流I I相反地方向运动时，受相反地方向运动时，受 到洛仑兹力到洛仑兹力F FL L的作用，使电子偏向一的作用，使电子偏向一 端，产生负电荷的积聚，而另一端面端，产生负电荷的积聚，而另一端面 则为正电荷积聚，产生了静电场，即则为正电荷积聚，产生了静电场，即 霍尔电场霍尔电场。图示的一块图示的一块 N N型型半导体半导体薄片，薄片， 其长度为其长度为L L， 宽度为宽度为l l， 厚度为厚度为d d。1515自动检测自动检测 与仪表与仪表 5.2 5.2 常用压力检测仪常用压力检测仪表表5.2.15.2.1 弹性弹性压力压力计计二、二、弹簧管压力表弹簧管压力表 电远传弹性压力表电远传弹性压力表的结构原理见的结构原理见P62P62霍尔效