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压力检测方法与仪表 压力检测方法及仪表 压力检测方法 v液柱测压法 v弹性变形法 v电测压力法 压力检测仪表 v弹簧管压力表 v霍尔式压力表 v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 压力检测方法及仪表 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” 压力检测方法及仪表 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） 表压（正压） 绝对压力的零线 大气压力线 绝对压力 绝对压力 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 h h1 22 1 1 p1p2 h2 P0 h1 h2 11 p 2 0 0 常用的压力表有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 P 弹簧管式弹性元件 P 膜片式弹性元件 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 压力检测方法及仪表 弹性元件结构和特点 弹簧管压力表 压力检测方法及仪表 弹簧管 拉杆 指针 中心齿轮 扇形齿轮 接头 游丝 刻度盘 调整螺钉 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 v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 电容器极板间绝缘介质的介电 常数，F/m A电容器两平行板覆盖的面积，m2 d两平行板之间的距离，m C电容量，F 电测压力法 v应变片式测压原理 压力检测方法及仪表 l 5 4 3 2 1 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 位移、力、力矩、 加速度、压力 应变 弹性敏 感元件 外力作用 被测对象表面产生微小机械变形 应变片敏感栅随同变形 电阻值发生相应变化 应变片 组成 压力检测仪表 v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 v霍尔式压力表 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 压力检测方法及仪表 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 v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） 固定电极 可动电极 P1 转换放大单元 P2 电容式压力传感器 隔离膜片 压力检测仪表 v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。 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