压力检测方法与仪表

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1、,压力检测方法与仪表,压力检测方法,液柱测压法 弹性变形法 电测压力法,压力检测仪表,弹簧管压力表 霍尔式压力表 差压（压力）变送器,力平衡式压力变送器 微位移式变送器 智能差压（压力）变送器,主要内容,压力的基本概念,垂直而均匀地作用在单位面积上的力,式中 压力（Pa）均匀垂直作用力（N）受力面积（m2）,1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa,单位: 牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa”,压力的几种表示形式,被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度）,压力检测方法及仪表,液柱测压法,根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量,常用的压力表有

2、U形管压力表、单管压力表、斜管压力表和活塞式压力表等。,测量原理,弹性变形法,压力检测方法及仪表,将被测压力转换成弹性元件变形的位移,测量原理,压力检测方法及仪表,当弹性元件在轴向受到外力作用 时，就会产生拉伸或压缩位移，即,式中 F轴向外力S位移C弹性元件的刚度系数,式中 A弹性元件承受压力的有效面积P被测压力,测量原理,S ,P,弹性元件结构和特点,弹簧管压力表,压力检测方法及仪表,电测压力法,利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测压力变换为电信号来进行测量的。,压力检测方法及仪表,测量原理,1. 弹性元件附加一些变换装置，使弹性元件自由端的位移量转换成相应的电信号，如电阻式、电感

3、式、电容式、霍尔片式、应变式、振弦式等；,2. 非弹性元件组成的快速测压元件，主要利用某些物体的某一物理性质与压力有关，如压电式、压阻式、压磁式等。,电测压力法,压力检测方法及仪表,电容式测压原理,采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量，然后通过测量电容量C便可以知道被测压力的大小，从而实现压力-电容转换的。,定极板,弹性元件,动极板,被测压力,测量原理,电测压力法,压力检测方法及仪表,压电式测压原理,根据“压电效应”把被测压力变换为电信号的。,（a）单晶体,（b）剖面图,（c）X截割的石英片,受力面积,作用在受力面积上的压力,压电常数,电荷数,电测压力法,应变片式测压原

4、理,压力检测方法及仪表,1敏感栅 2基片 3粘合剂 4引线5覆盖片,敏感栅 直径为0.025mm左右的合金电阻丝 基 底 绝缘 覆盖层 保护,组成,压力检测仪表,霍尔式压力表,压力检测方法及仪表,霍尔式压力表属于电气式压力表。 测压原理：利用霍尔片式传感器（根据半导体材料的霍尔效应的原理）实现压力-位移-霍尔电势的转换。 霍尔片：是一种半导体或化合物半导体转换元件。霍尔效应：把一块霍尔元件置于均匀磁场中，并使霍尔片与磁感应强度B的方向垂直，在沿着霍尔片的左右两个纵向端面上通入恒定的控制电流I，则会在霍尔片的两个横向端面之间形成电位差VH，此电位差称为霍尔电势。,线性非均匀磁场,压力检测仪表,霍

5、尔式压力表,压力检测方法及仪表,弹簧管,霍尔片,K霍尔式压力传感器输出系数自由端霍尔元件的位移量,磁钢,霍尔片 + 弹簧管,电动单元组合仪表（简称为DDZ仪表）,差压（压力）变送器,作用：将各种物理量转换成统一的标准信号,差压变送器 力平衡式变送器,位移平衡式变送器,气动单元组合仪表（简称为QDZ仪表）,DDZ-型仪表为010mADC,DDZ-型仪表为420mADC,20100KPa,压力检测仪表,压力检测方法及仪表,力平衡式压力变送器,1低压室 2高压室 3测量元件（膜盒、膜片）4轴封膜片 5主杠杆 6过载保护片 7静压调整螺钉8矢量机构 9零点迁移弹簧 10平衡锤 11量程调整螺钉 12检

6、测片（衔铁） 13差动变压器 14副杠杆 15放大器 16反馈动圈17永久磁钢 18电源 19负载 20调零弹簧,压力检测仪表,压力检测方法及仪表,主杠杆,矢量机构将F1分解成F2和F3，,副杠杆平衡：,压力检测仪表,微位移式变送器,压力检测方法及仪表,I0,（1）测量部分,测量部分包括电容膜盒、高低压室及法兰组件等.测量原理: 将被测压力的变化转换成电容量的变化。,填充液（硅油）,压力检测仪表,智能差压（压力）变送器,压力检测方法及仪表,在普通压力传感器上增加微处理器特点：具有远程通讯的功能依靠手操通信器，用户可在现场或控制室设定变送器各种参数使用维护方便长期稳定工作，每5年才需校检一次。,

7、以3051C 为例：组成：传感膜头：被测压力- A/D转换-数字信号电子线路板：对信号进行修正，线性化处理-D/A转换- 420mA信号,压力检测方法及仪表,A/D转换器,温度 传感器,电容 传感器,传感膜头内存修正系数膜头信号,微处理器 传感器线性化 重设量程 诊断 工程单位 通信,电子板内存 量程值 变送器组态信息,D/A转换,数字通信,本机量程和 零点调整,手操器,传感膜头,电子线路板,420mA,3051C型智能变送器原理图,压力测量仪表的选用,压力检测方法及仪表,仪表种类和型号的选择工艺要求 现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信号报警 介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易

8、燃性 现场环境 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性,仪表量程的确定 化工自控设计技术规定 被测压力较稳定的情况，最大压力值应不超过满量程的2/3；被测压力波动较大的情况，最大压力值应不超过满量程的1/2被测压力的最小值也不应低于全量程的1/3,仪表精度等级的选择,压力检测方法及仪表,有一台空压机的缓冲罐，其工作压力变化范围为13.516 MPa ，工艺要求最大测量误差为0.8 MPa，并可就地观察及高低限报警。试选一合适的压力表（包括测量范围、精度等级）。,例题,解,空压机的缓冲罐的压力视为脉动压力,根据就地观察及能进行高低报警的要求，可选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0 40MPa。,检验量程下限,被测压力的最小值不低于满量程的1/3，符合要求。,仪表量程选择,最大引用误差,所以选择测量范围为0 40 Mpa，精度等级为1.5级的YX-150型电接点压力表。,