热工测量及仪表(压力)

1、1 热工测量及仪表热工测量及仪表 第第8章章 压力及压差测量压力及压差测量 任课教师：任课教师： 曹曹 勇勇 电电 话：话：1838842646018388426460 2 一、基本概念及意义一、基本概念及意义 压力压力 垂直作用于物体表面上的力。垂直作用于物体表面上的力。 压强压强 垂直作用于单位面积物体表面上的力。垂直作用于单位面积物体表面上的力。 “通常所说的压力实际上是指通常所说的压力实际上是指压强。压强。” 压差压差 测量两个压力之差称压差。测量两个压力之差称压差。 表压力表压力压力仪表指示的压力值。压力仪表指示的压力值。 缺省情况下，所说的压力值即指表压力，缺省情况下，所说的压力值

2、即指表压力， 表压力可正可负，为负时其绝对值称为真空度。表压力可正可负，为负时其绝对值称为真空度。 意义：意义：供水、供气、液压、轧制力、挤压力等供水、供气、液压、轧制力、挤压力等 3 帕帕(Pa)(Pa) N N/ /m m2 2，国际单位，国际单位 兆帕兆帕(MPa) 10(MPa) 106 6PaPa 工程大气压工程大气压， kgfkgf/ /cmcm2 2 ， ，98070 Pa98070 Pa，约等于一个约等于一个 大气压（大气压（1.0131.01310105 5 Pa) Pa) 1mmH1mmH2 2O= 9.81 PaO= 9.81 Pa 1mmHg1mmHg =133 Pa=

3、133 Pa 二、压力单位二、压力单位 4 三压力测量仪表的分类三压力测量仪表的分类 1 1液柱式压力计液柱式压力计 2 2弹性式压力计弹性式压力计 3 3负荷式压力计负荷式压力计 4 4电气式压力计电气式压力计 应变式压力传感器应变式压力传感器 5 3.1 3.1 液柱式压力计液柱式压力计 v分类分类 nU U型管压力计型管压力计 n单管压力计单管压力计 n斜管式微压计斜管式微压计 v特点：结构简单，使用方便，准确度比较高，特点：结构简单，使用方便，准确度比较高， 常用于测量低压、负压、差压。常用于测量低压、负压、差压。 v缺点：体积大，读数不方便，玻璃管易损坏。缺点：体积大，读数不方便，玻

4、璃管易损坏。 6 液柱式压力计液柱式压力计 7 3.1.13.1.1 U U型管压力计型管压力计 根据流体静力学原理可得根据流体静力学原理可得： 选用小的选用小的1 1 可提高压力计灵敏度。可提高压力计灵敏度。 选用大的选用大的1 1 可提高压力计的测试范围。可提高压力计的测试范围。 gHpp)( 210 gHpp 10 被测介质为气体时，被测介质为气体时，2 2远小于远小于1 1，则，则 8 U U型管压力计型管压力计 ghh ghP )( )( 2121 21 9 3.1.2 3.1.2 单管式压力计单管式压力计 A A1 1、A A2 2为常数，这样可通过一次读为常数，这样可通过一次读

5、数进行压差测量。当数进行压差测量。当A A2 2/A/A1 1很小时，很小时， h h1 1可忽略，公式简化为：可忽略，公式简化为： 1 22 12211 A Ah hAhAh 2 1 2 2 1 22 21 ) 1()()(h A A gh A Ah ghhgP Pd 2 1 2 2 1 22 21 ) 1()()(h A A gh A Ah ghhgP Px 直管 h1 h2 2 hgP 10 11 3.1.33.1.3斜管式压力计斜管式压力计 l A A hlAAh 1 2 1211 alhsin 2 la A A gall A A ghhgP)sin()sin()( 1 2 1 2 2

6、1 P1 P2 斜管 h1 h2 L la A A gall A A ghhgP)sin()sin()( 1 2 1 2 21 la A A gall A A ghhgP)sin()sin()( 1 2 1 2 21 主要用于测量微小的压力、负压和压差。主要用于测量微小的压力、负压和压差。 为了减少读数的相对误差，拉长液柱，将为了减少读数的相对误差，拉长液柱，将 测量管倾斜放置测量管倾斜放置。 12 3.1.33.1.3斜管式压力计斜管式压力计 0 sinPppl ga 实际应用时实际应用时可以改变，可以改变，越小，灵越小，灵 敏度越高，拉长液柱，会影响读数的准确敏度越高，拉长液柱，会影响读数

7、的准确 性，一般性，一般1515o o 。 13 3.1.3 3.1.3 斜管式压力计斜管式压力计 P1 14 15 3.1.43.1.4液柱式压力计的误差液柱式压力计的误差 1 1环境条件的影响环境条件的影响 对于一般的工业测量，主要考虑温度使液体对于一般的工业测量，主要考虑温度使液体 密度变化对压力测量的影响。修正公式为密度变化对压力测量的影响。修正公式为： )(1 0 0 tt tt 重力加速度使液体密度变化的影响重力加速度使液体密度变化的影响 h g g h n n 标准重力加速标准重力加速 度下的工作液度下的工作液 柱高度柱高度 使用地点的工使用地点的工 作液柱高度作液柱高度 16

8、3.1.43.1.4液柱式压力计的误差液柱式压力计的误差 2 2安装的影响安装的影响 U U形管采用自由悬挂、微压计要安装水平仪，形管采用自由悬挂、微压计要安装水平仪， 管路不得泄露和堵塞。管路不得泄露和堵塞。 3. 3. 毛细管现象的影响毛细管现象的影响 为了减少该误差，通常要求测量管的内径一为了减少该误差，通常要求测量管的内径一 般般 不小于不小于10mm10mm。 17 3.1.43.1.4液柱式压力计的误差液柱式压力计的误差 4. 4. 读数方面的影响读数方面的影响 从凸面或凹面的顶点算起从凸面或凹面的顶点算起 18 3.2 3.2 弹性式压力计弹性式压力计 原理原理：利用各种不同形状

9、弹性感压元件在被测压力的作用下，产利用各种不同形状弹性感压元件在被测压力的作用下，产 生弹性变形制成的测压仪表。生弹性变形制成的测压仪表。 F=CXF=CX， F=APF=AP， X=PX=P* *A/C C:A/C C:弹性元件的刚性系数弹性元件的刚性系数 特点：特点：结构简单、牢固可靠、测压范围广、使用方便、造价低廉、结构简单、牢固可靠、测压范围广、使用方便、造价低廉、 有足够的精度，可远传。有足够的精度，可远传。 常用弹性压力表：常用弹性压力表： 膜片式膜片式 波纹管式波纹管式 弹簧管式弹簧管式 19 20 21 膜片膜片 使用时周边夹紧，测低压、微压。将两块膜片沿周使用时周边夹紧，测低

10、压、微压。将两块膜片沿周 边对焊起来，形成一膜盒，膜盒式微压计通常用于测量边对焊起来，形成一膜盒，膜盒式微压计通常用于测量 炉膛和烟道尾部负压。精度等级为炉膛和烟道尾部负压。精度等级为2.52.5，最高可达，最高可达1.51.5级。级。 (p147)(p147) PxPx Px Px 平薄片波纹片膜盒 22 开口端固定，封闭端的位移作为开口端固定，封闭端的位移作为 输出，由于波纹管的位移相对较大，输出，由于波纹管的位移相对较大， 大多直接指示，灵敏度高，常用于测大多直接指示，灵敏度高，常用于测 量较低的压力（量较低的压力（1.0-101.0-106 6PaPa）精度等）精度等 级级1.51.5

11、级。级。(149)(149) 迟滞性较大。迟滞性较大。 2 2波纹管波纹管 23 Px 单圈弹簧管单圈弹簧管 多圈弹簧管多圈弹簧管(p153)(p153) 3 3弹簧管弹簧管 24 若被测压力大于外界大气压力，产生短轴变长，长轴变若被测压力大于外界大气压力，产生短轴变长，长轴变 短的弹性形变，使管子在弯曲方向上的刚度增大，自由端向短的弹性形变，使管子在弯曲方向上的刚度增大，自由端向 管子伸直的方向运动。对应的几何分析如下：管子伸直的方向运动。对应的几何分析如下： 3.2.1弹簧管式压力计 11 RR 22 RR 2 121 RRRR两式相减两式相减 : : 2 121 RRRR 因为因为： 可

12、得可得: : R1 R2 25 弹簧管在量程范围内自由端的位弹簧管在量程范围内自由端的位 移一般为移一般为7-87-8o o，位移量很小。弹簧管，位移量很小。弹簧管 作成多圈时，自由端的位移可达作成多圈时，自由端的位移可达4545o o。 弹簧管的自由端的位移可通过弹簧管的自由端的位移可通过杠杆机杠杆机 构构带动指针转动，这种机构的指针最带动指针转动，这种机构的指针最 大转角为大转角为180180o o，通常作成，通常作成9090度的回转度的回转 角。最常用的传动机构为角。最常用的传动机构为杠杆杠杆扇形扇形 齿轮机构齿轮机构，可使指针转动，可使指针转动270270o o。 26 27 精密压力

13、表精密压力表一般压力表一般压力表 28 3.2.2 3.2.2 电接点压力表电接点压力表 其测量其测量工作原理工作原理和一般和一般 弹簧管压力计完全相同。弹簧管压力计完全相同。 它有一套发讯机构，在它有一套发讯机构，在 指针的下部有两个指针，一指针的下部有两个指针，一 个为高压给定指针，另一个个为高压给定指针，另一个 为低压给定指针，利用专用为低压给定指针，利用专用 钥匙在表盘的中间旋动给定钥匙在表盘的中间旋动给定 指针的销子，将给定指针拨指针的销子，将给定指针拨 到所要控制的压力上、下限到所要控制的压力上、下限 值上。值上。 电接点压力表（径向）电接点压力表（径向） 29 电接点压力表的用途

14、：电接点压力表的用途： a a、可作为高、低压报警；、可作为高、低压报警； b b、可以接其它继电器等自动设备，起联锁和自、可以接其它继电器等自动设备，起联锁和自 动操作动操作 作用；作用； C C、但不能远传压力指示。、但不能远传压力指示。 触点的供电电压：交流电不得超过触点的供电电压：交流电不得超过380V380V，直流，直流220V220V以以 下；下； 触点的最大容量触点的最大容量10VA10VA，电流，电流1A1A。 30 不锈钢耐震电接点压力表不锈钢耐震电接点压力表 在热力生产过程中，不仅需要进行压力的显在热力生产过程中，不仅需要进行压力的显 示，而且还需要将压力控制在某一范围内。

15、例示，而且还需要将压力控制在某一范围内。例 如：锅炉汽包压力，过热蒸汽压力等如：锅炉汽包压力，过热蒸汽压力等 31 3.2.3 3.2.3 薄膜式压力计 原理：原理： 压力信号从引压口、导压管引入膜压力信号从引压口、导压管引入膜 盒，使膜盒产生变形。通过传动机构带盒，使膜盒产生变形。通过传动机构带 动指针转动进行压力值指示。动指针转动进行压力值指示。 用途：用途： 常用于火力发电厂锅炉风烟系统的常用于火力发电厂锅炉风烟系统的 风、烟压力测风、烟压力测 量及锅炉炉膛负压测量。量及锅炉炉膛负压测量。 结构图：结构图： 测量范围为测量范围为1501504000Pa4000Pa，准确度，准确度 等级一

16、般为等级一般为2.52.5级。级。 32 膜合压力表膜合压力表 33 YEJ YEJ1 1、YEJYEJ1F1F矩形膜矩形膜 合压力表合压力表用于测量不起腐用于测量不起腐 蚀作用的空气或其他气体蚀作用的空气或其他气体 介质的微压或负压，一般介质的微压或负压，一般 用在空气管道、燃烧装置用在空气管道、燃烧装置 以及其他类似的设备上以及其他类似的设备上 (p147) (p147) 。 矩形膜合压力表矩形膜合压力表 34 3.3 负荷式压力计负荷式压力计 n特点：应用范围广、结构简单、稳定可靠、特点：应用范围广、结构简单、稳定可靠、 准确度高、重复性好。准确度高、重复性好。 n是检验、标定压力表的标

17、准仪器之一。是检验、标定压力表的标准仪器之一。 n常用有常用有活塞式压力计活塞式压力计 、浮球式压力计浮球式压力计 35 3.3.1 3.3.1 活塞式压力计活塞式压力计 原理：原理： 是根据流体静力平衡原理工作的，利是根据流体静力平衡原理工作的，利 用压力作用在活塞上的力与砝码的重力用压力作用在活塞上的力与砝码的重力 相平衡的原理设计而成的。如图所示。相平衡的原理设计而成的。如图所示。 主要由压力发生部分和测量部分组成。主要由压力发生部分和测量部分组成。 36 压力发压力发 生部分生部分 测量测量 部分部分 37 常用校验压力表的标准仪器常用校验压力表的标准仪器 活塞式压力计活塞式压力计 3

18、8 超高压活塞压力计超高压活塞压力计 39 3.3.2使用注意事项使用注意事项 (1)(1)使用前应检查油路是否畅通，密封处是否紧使用前应检查油路是否畅通，密封处是否紧 固，不得存在有堵塞或泄漏的现象。固，不得存在有堵塞或泄漏的现象。 (2(2）活塞进入活塞筒中的部分等于活塞全长的）活塞进入活塞筒中的部分等于活塞全长的 2/32/33/43/4。 (3)(3)活塞压力计的编号应与专用砝码编号一致。活塞压力计的编号应与专用砝码编号一致。 (4)(4)活塞与活塞筒之间配合间隙非常小，测量时活塞与活塞筒之间配合间隙非常小，测量时 应轻轻地转动活塞。应轻轻地转动活塞。 40 (5)(5)活塞应处于沿直

19、位置，可应用活塞压力计底活塞应处于沿直位置，可应用活塞压力计底 盘上的水泡来调节。盘上的水泡来调节。 (6)(6)当用作检定压力仪表的标准仪器时，其压力当用作检定压力仪表的标准仪器时，其压力 计的综合误差应不大于被检仪表基本误差的绝计的综合误差应不大于被检仪表基本误差的绝 对误差的对误差的1/3,1/3, 41 3.3.3 3.3.3 浮球式压力计浮球式压力计 组成组成：由浮球、喷嘴、：由浮球、喷嘴、 砝码支架、专业砝码、砝码支架、专业砝码、 流量调节器、气体过流量调节器、气体过 滤器、底座组成。滤器、底座组成。 n浮球压力计主要用于浮球压力计主要用于 计量室、实验室以及计量室、实验室以及 生

20、产或科学实验环节生产或科学实验环节 作为压力基准器使用。作为压力基准器使用。 42 浮球式压力计浮球式压力计是以是以 压缩空气或氮气作压缩空气或氮气作 为压力源，以精密为压力源，以精密 浮球处于工作状态浮球处于工作状态 时的球体下部的压时的球体下部的压 力作用面积为浮球力作用面积为浮球 有效面积的一种气有效面积的一种气 动负荷式压力计动负荷式压力计 。 如右图所示。如右图所示。 （右图）右图） 浮球式压力计原理图浮球式压力计原理图 43 工作原理工作原理 从汽源来的压缩空气经气体过滤器减压，从汽源来的压缩空气经气体过滤器减压， 再经流量调节器调节再经流量调节器调节, ,达到所需流量达到所需流量

21、( (由流量计由流量计 读出读出) )后，进入内腔为锥形喷嘴，并喷向浮球，后，进入内腔为锥形喷嘴，并喷向浮球， 气体向上的压力使浮球在喷嘴内漂浮起来，浮气体向上的压力使浮球在喷嘴内漂浮起来，浮 球上挂有砝码，和砝码架，当浮球所受的向下球上挂有砝码，和砝码架，当浮球所受的向下 的重力和向上的浮力相平衡时，就输出一个稳的重力和向上的浮力相平衡时，就输出一个稳 定而准确的压力。定而准确的压力。 44 浮球式压力计具有下列特点：浮球式压力计具有下列特点： （与活塞式压力计相比与活塞式压力计相比） 1 1、浮球式压力计内置自动流量调节器，增、减、浮球式压力计内置自动流量调节器，增、减 砝码后无须再作任何

22、操作，即可得到精确的输砝码后无须再作任何操作，即可得到精确的输 出压力；出压力； 2 2、工作时、工作时 浮球不下降，可连续稳定地输出精确浮球不下降，可连续稳定地输出精确 的压力信号；的压力信号； 3 3、浮球式压力计具有流量自行调节功能，其精、浮球式压力计具有流量自行调节功能，其精 确度与操作者的技术水平无关；确度与操作者的技术水平无关； 45 4 4、仪器工作时气流使浮球悬浮于喷嘴内，球体、仪器工作时气流使浮球悬浮于喷嘴内，球体 与喷嘴之间处于非接触状态。其摩擦小、重复性与喷嘴之间处于非接触状态。其摩擦小、重复性 好、分辨能力高，且免除了旋转砝码的必要。这好、分辨能力高，且免除了旋转砝码的

23、必要。这 是浮球式压力计所独具的特性；是浮球式压力计所独具的特性； 46 5 5、工作进程中，气流能不、工作进程中，气流能不 断地对浮球体进行自清断地对浮球体进行自清 洗，确保仪器的高可靠洗，确保仪器的高可靠 性。浮球式压力计的底性。浮球式压力计的底 盘安装在一个箱式底座盘安装在一个箱式底座 上（右图所示），底盘上（右图所示），底盘 即为压力计的工作台面。即为压力计的工作台面。 其上设有水平仪和操控其上设有水平仪和操控 阀，其下侧设有气源接阀，其下侧设有气源接 口，用于压力计与压力口，用于压力计与压力 源的连接。源的连接。 47 3.4 3.4 电气式压力表电气式压力表 电气式压力表是利用压力

24、敏感元件，将被测压电气式压力表是利用压力敏感元件，将被测压 力转换成各种电量，如电阻、频率、电荷量等力转换成各种电量，如电阻、频率、电荷量等 来实现测量的。来实现测量的。 能实现压力电量转换的压敏元件主要有压电能实现压力电量转换的压敏元件主要有压电 材料、应变片和压阻元件材料、应变片和压阻元件。 适合于压力变化快和高真空、超高压的测量。适合于压力变化快和高真空、超高压的测量。 主要有压电式压力计、压阻式压力计等。主要有压电式压力计、压阻式压力计等。 48 3.4.1 3.4.1 压电式压力计压电式压力计 主要用于测量内燃机汽缸、进排气管压力主要用于测量内燃机汽缸、进排气管压力 。 u压电效应压

25、电效应：压电材料受压时发生机械变形，在其两个：压电材料受压时发生机械变形，在其两个 相对表面上产生电荷分离，使其中一个表面带正电荷，相对表面上产生电荷分离，使其中一个表面带正电荷， 另一个带负电荷，其电荷量与所受的压力成正比。另一个带负电荷，其电荷量与所受的压力成正比。 u压电元件：压电元件：具有压电效应的材料。具有压电效应的材料。 u压电材料压电材料：单晶体、多晶体。：单晶体、多晶体。 u特点特点：结构简单、紧凑，小巧轻便，工作可靠，线性：结构简单、紧凑，小巧轻便，工作可靠，线性 度好，频率响应高，量程范围广。度好，频率响应高，量程范围广。 49 工作过程：工作过程： 压电元件被夹在两块性压

26、电元件被夹在两块性 能相同的弹性元件（膜能相同的弹性元件（膜 片）之间，膜片的作用片）之间，膜片的作用 是把压力收集转换成集是把压力收集转换成集 中力，再传递给压电元中力，再传递给压电元 件。件。 50 电气式压力计开机显示图电气式压力计开机显示图电气式压力计使用接管图电气式压力计使用接管图 51 3.4.2 3.4.2 压阻式压力计压阻式压力计 u压阻元件压阻元件是基于压阻效应工作的一种压力敏感元是基于压阻效应工作的一种压力敏感元 件，它指在半导体材料的基片上用集成电路工艺件，它指在半导体材料的基片上用集成电路工艺 制成的扩散电阻，当它受外力作用时，其阻值由制成的扩散电阻，当它受外力作用时，

27、其阻值由 于电阻率的变化而改变。于电阻率的变化而改变。 u扩散电阻正常工作需依附弹性元件，常用的是单扩散电阻正常工作需依附弹性元件，常用的是单 晶硅膜片。晶硅膜片。 52 53 u优点优点：体积小，结构简单，能直接反映微：体积小，结构简单，能直接反映微 小的压力变化，动态响应好小的压力变化，动态响应好 u缺点缺点：敏感元件易受温度的影响，从而影：敏感元件易受温度的影响，从而影 响压阻系数的大小响压阻系数的大小 54 四、压力传感器和变送器四、压力传感器和变送器 为适应集中检测、热工保护、自动调节等热工为适应集中检测、热工保护、自动调节等热工 测量和自动化的需要，通常测压弹性元件输出的测量和自动

28、化的需要，通常测压弹性元件输出的 位移或力变换成统一位移或力变换成统一 的电信号，为此产生了压力的电信号，为此产生了压力 变送器。常用传感器有电位式、电感式、霍尔式、变送器。常用传感器有电位式、电感式、霍尔式、 平衡式、电容式、应变式、振弦式和平衡式、电容式、应变式、振弦式和智能型等智能型等八八 种种。（。（p156p156） 55 4.1 4.1 电容式变送器电容式变送器 电容式变送器主要用于连续测量流体介电容式变送器主要用于连续测量流体介 质的压力、差压、流量、液位等热工参质的压力、差压、流量、液位等热工参 数，将它们转换成直流电流。类型有差数，将它们转换成直流电流。类型有差 动电容式和单

29、端电容式。动电容式和单端电容式。 1 1、11511151系列差动式变送器系列差动式变送器 电容式变送器结构上由测量和转换两部电容式变送器结构上由测量和转换两部 分构成分构成。 56 11511151电容式压力变送器的总体结构电容式压力变送器的总体结构 差动电差动电 容容K2K2 膜片膜片 K1K1 测量电测量电 路路K3K3 放大输出放大输出 电路电路K4K4 p p d I2 I0 转换部分 测量部分 被测差压被测差压p p作用在金属膜片上，使膜片产生微小位移作用在金属膜片上，使膜片产生微小位移 d，引起差动电容量发生变化，再由测量电路和放大输引起差动电容量发生变化，再由测量电路和放大输

30、出电路将电容量的变化转换成标准电流信号。出电路将电容量的变化转换成标准电流信号。 它采用它采用24V24V （DVDV）集中供电，集中供电， 4 42OmA2OmA的二线制电流信号。的二线制电流信号。 57 测量部分工作原理测量部分工作原理 电容式变送器有一个可变电容 的传感器组件，称为元件，被 测介质的两种压力通入高、低两 压力室，作用在元件的两侧隔 离膜片上，过程压力通过隔膜片 和元件内的填充液传到中心的 测量膜片两侧，当两侧压力不一 致时，致使测量膜片产生位移， 其位移量和压力差成正比，故两 侧电容就不等。膜片和两侧固定 电容极板之间的电容差由电子电 路检测、放大转换成4-2OmA的标

31、准直流电流信号输出。(p146) 58 1151系列差动式变送器系列差动式变送器 59 11511151功能参数功能参数 1 1、使用对象：液体、气体和蒸汽、使用对象：液体、气体和蒸汽 ； 2 2、测量范围：、测量范围：0 00.1KPa0.1KPa至至0 040MPa 40MPa ； 3 3、输出信号：、输出信号：4 420mADC20mADC（特殊可为四线制（特殊可为四线制 220VAC220VAC供电，供电， 0 010mADC10mADC输出）；输出）； 4 4、供电电源：、供电电源：121245VDC45VDC，一般为，一般为24VDC24VDC； 5 5、负载特性：与供电电源有关，

32、在某一电源电压是带负载、负载特性：与供电电源有关，在某一电源电压是带负载 能力，负载阻抗能力，负载阻抗RLRL与电源电压与电源电压VsVs关系式：关系式：R150R150（Vs-12Vs-12） 6 6、指示表：指针式线性指示、指示表：指针式线性指示0 0100%100%刻度或刻度或LCDLCD液晶式显示。液晶式显示。 7 7、防暴：、防暴：a.a.隔爆型：隔爆型：dIIBT4 b.dIIBT4 b.本质安全型：本质安全型：iaIICT6 iaIICT6 ； 8 8、量程和零点：外部连续可调、量程和零点：外部连续可调 ； 60 9 9、正负迁移：零点经过正迁移和负迁移后，量程、测量、正负迁移：

33、零点经过正迁移和负迁移后，量程、测量 范围的上限值和下限值的绝对值，均不能超过测量范范围的上限值和下限值的绝对值，均不能超过测量范 围上限的围上限的100%100%。（智能型：量程比。（智能型：量程比1515：1 1）最大正迁）最大正迁 移量为最小调校量程的移量为最小调校量程的500%500%；最大负迁移量为最小调；最大负迁移量为最小调 校量程的校量程的600% 600% ； 1010、温度范围：放大器工作温度范围、温度范围：放大器工作温度范围:-29:-29+93+93。灌冲。灌冲 硅油的测量元件：硅油的测量元件：-40-40+104+104，法兰式变送器灌充，法兰式变送器灌充 高温硅油时高

34、温硅油时:-20:-20+315,+315,普通硅油普通硅油:-40:-40+149 +149 ； 1111、静压：、静压：4 4、1010、2525、32MPa32MPa ； 61 1151系列差压变送器调校与使用系列差压变送器调校与使用 (1) (1) 量程调整范围，任何一台差压变送器，都有量程调整范围，任何一台差压变送器，都有 一个从最小量程到最大量程的量程范围。一个从最小量程到最大量程的量程范围。 (2)(2)零点调整范围零点调整范围 11511151系列差压变送器的正迁移量为其最小量程系列差压变送器的正迁移量为其最小量程 的的500500，负迁移量为其最小迁移量的，负迁移量为其最小迁

35、移量的600600。 必须注意：无论任何情况，进行零点迁移之后，必须注意：无论任何情况，进行零点迁移之后， 测量膜片所承受的差压值都不能超过变送器的测量膜片所承受的差压值都不能超过变送器的 最大量程值，否则将使膜片处于差压和位移关最大量程值，否则将使膜片处于差压和位移关 系的非线性区域，而给测量差压带来很大误差，系的非线性区域，而给测量差压带来很大误差， 甚至无法工作。甚至无法工作。 62 无迁移，负迁移，正迁移无迁移，负迁移，正迁移 63 (3) (3) 零点和量程的调整零点和量程的调整 调整零点和进行零点迁移对量程没有影响，调整零点和进行零点迁移对量程没有影响， 但调整量程则会影响零点，无

36、零点迁移时影响但调整量程则会影响零点，无零点迁移时影响 较小。较小。 a a、在变送器输入差压为零时，调零点调整电位、在变送器输入差压为零时，调零点调整电位 器器R35R35，使输出电流为，使输出电流为4mA4mA。 给变送器加满量程的差压信号，调整量程给变送器加满量程的差压信号，调整量程 调整电位器调整电位器R32R32，使输出电流为，使输出电流为20mA20mA。 反复进行零点和满量程的调整直至满足准反复进行零点和满量程的调整直至满足准 确度要求为止。确度要求为止。 64 b b、将被测差压范围分为四等份，按、将被测差压范围分为四等份，按0 0、2525、5050、 7575、100100

37、，测出输出电流分别为，测出输出电流分别为4 4、8 8、1212、 1616、20mA20mA，其误差应小于基本允许误差。，其误差应小于基本允许误差。 c c、在调好变送器准确度之后，进行零点迁移。、在调好变送器准确度之后，进行零点迁移。 根据正或负迁移，将插接件根据正或负迁移，将插接件SW1SW1插在相应的位插在相应的位 置上。然后给变送器加零点迁移信号，调整置上。然后给变送器加零点迁移信号，调整 零点调整电位器零点调整电位器R35,R35,使变送器输出电流为使变送器输出电流为 4mA4mA。 65 4.2 智能压力变送器智能压力变送器 是一种应用集成技术、微机控制及数据通讯的新是一种应用集

38、成技术、微机控制及数据通讯的新 型仪表。利用现场通讯器，在集中控制室可以对型仪表。利用现场通讯器，在集中控制室可以对 150m150m以内的各个智能型压力变送器进行各种参数以内的各个智能型压力变送器进行各种参数 的选择和标定。的选择和标定。 罗斯蒙特、罗斯蒙特、EJAEJA系列系列 66 3051压力变送器 一、工作原理一、工作原理 工作时，高、低压侧的隔离膜片和灌充液 将过程压力传递给灌充液，接着灌充液将压力 传递到传感器中心的传感膜片上。传感膜片是 一个张紧的弹性元件，其位移随所受压而变化 （对于GP表压变送器，大气压如同施加在传感 膜片的低压侧一样）。AP绝压变送器，低压侧 始终保持一个

39、参考压力。传感膜片的最大位移 量为0.004英寸（0.1毫米），且位移量与压力 成正比。两侧的电容极板检测传感膜片的位置。 传感膜片和电容极板之间电容的差值被转换为 相应的电流，电压（高速可寻址远程发送器数 据公路）输出信号。 67 nHQ-3051压力/差压/绝压变 送器用于测量液体、气体或 蒸汽的液位、密度和压力， 然后将其转变成420mADC 信号输出。HQll5l智能型可 与HART手操器相互通讯，通 过它进行设定，监控或与上 位机组成现场监控系统。 HQ-3051现场可调式智能差 压变送器，可脱离手操器， 通过按键方式实现现场调零、 状态等操作。 HQ-3051压力/差压/绝压变送器

40、 68 30513051变送器及其分类变送器及其分类 3051C3051C型型、表压与绝压变送器 性能优异：精度0.075%量程比100:1 表压：校验量程从2.5inH2O至2000psi 绝对压力：校验量程从0.167psia至4000psia 过程隔离膜片：不锈钢，哈氏合金CR， 设计小巧、坚固而质轻，易于安装 3051T3051T型型表压与绝对变送器 性能优异：精度0.075% 绝对压力：校验量程从0.3至10000psi 表压：校验量程从0.3至10000psi 单隔离膜片设计 灌充液：硅油与惰性油 可选DIN与Autoclave相配的过程连接 69 罗斯蒙特3051远传 EJA差压

41、变送器 70 五、检测仪表的选择与校验五、检测仪表的选择与校验 5.1 5.1 压力表的选择压力表的选择 （1 1）根据被测压力的种类、被测压力的介）根据被测压力的种类、被测压力的介 质、化学性质和用途及生产过程的技术要质、化学性质和用途及生产过程的技术要 求（仪表输出信号的要求，使用的环境）求（仪表输出信号的要求，使用的环境） （2 2）压力表的种类与结构形式）压力表的种类与结构形式 可选弹性式压力表或非弹性式压力表；可选弹性式压力表或非弹性式压力表； 就地、集中控制盘。就地、集中控制盘。 71 从被测介质压力大小考虑从被测介质压力大小考虑 被测介质被测介质量程范围量程范围选用仪表选用仪表

42、微压微压几百几千帕几百几千帕 液柱式或膜合式压力液柱式或膜合式压力 计计 中压中压 15kPa15kPa以下且不要求迅以下且不要求迅 速读数速读数 U U形管压力计或单管形管压力计或单管 压力计压力计 高压高压50kPa50kPa以上以上弹簧管压力表弹簧管压力表 72 n从被测介质的性质考虑从被测介质的性质考虑 n从仪表输出信号的要求考虑从仪表输出信号的要求考虑 被测介质被测介质 选用仪表选用仪表 稀硝酸、酸、氨及腐蚀性稀硝酸、酸、氨及腐蚀性不锈钢膜片的压力表不锈钢膜片的压力表 易结晶、黏度大易结晶、黏度大膜片压力表膜片压力表 氧、乙炔氧、乙炔专用压力表专用压力表 被测介质被测介质 选用仪表选

43、用仪表 就地观察显示就地观察显示弹簧管压力表弹簧管压力表 压力需远传压力需远传电气式压力计电气式压力计 报警或位式调节报警或位式调节带电接点压力表带电接点压力表 73 （3 3）仪表量程的选择）仪表量程的选择 被测压力较稳定时：最大工作压力不应超过仪表满被测压力较稳定时：最大工作压力不应超过仪表满 量程的量程的2/32/3； 被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不 应超过仪表满量程的应超过仪表满量程的1/21/2； 测量高压时：不应超过量程的测量高压时：不应超过量程的3/53/5。 为保证测量准确度：最小工作压力不应低于满量程为保证测量准确度：

44、最小工作压力不应低于满量程 的的1/31/3。 设仪表满量程为设仪表满量程为PmPm，则被测压力为，则被测压力为P P应满足以下关系：应满足以下关系： 测量平稳压力：测量平稳压力： 1/3 1/3 PmPm P P 3/4 3/4 Pm Pm 测量波动压力：测量波动压力： 1/31/3 PmPm P P 2/3 2/3 Pm Pm 优先满足最大工作压力条件原则优先满足最大工作压力条件原则。 74 我国目前的测压仪表是按统一系列量程生产我国目前的测压仪表是按统一系列量程生产，其上限刻，其上限刻 度值有度值有1kPa1kPa、1.6kPa1.6kPa、2.5kPa2.5kPa、4.0kPa4.0k

45、Pa、6.0kPa6.0kPa及它及它 们的们的1010n n倍数。倍数。 我国规定的测压仪表准确度等级我国规定的测压仪表准确度等级： 标准仪表：标准仪表：0.050.05、0.10.1、0.160.16、0.20.2、0.250.25、0.350.35； 工业仪表：工业仪表：0.50.5、1.01.0、1.51.5、2.52.5、4.04.0。 （4 4）仪表准确度等级的选择）仪表准确度等级的选择 压力检测仪表的准确度主要根据生产允许的最大误差压力检测仪表的准确度主要根据生产允许的最大误差 来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应 小于仪表

46、的基本误差。小于仪表的基本误差。 75 有一压力容器，压力范围有一压力容器，压力范围0.4-0.4- 0.6MPa0.6MPa，压力变化速度较缓，不要求，压力变化速度较缓，不要求 远传。试选择压力仪表（给出量程和远传。试选择压力仪表（给出量程和 精度等级）测量该压力，测量误差不精度等级）测量该压力，测量误差不 大于被测压力的大于被测压力的4%.4%. 例题：例题： 76 解：解： 最大工作压力最大工作压力0.6MPa0.6MPa 1 0.41.2MPa 3 A 最小工作压力最小工作压力0.4MPa0.4MPa max 0.4 4%0.016MPa 被测压力的最大示值绝对误差被测压力的最大示值绝

47、对误差 max 0.016 100%1.6% 1.0 所选仪表的基本误差所选仪表的基本误差 所以可选择量程范围为所以可选择量程范围为0 01.0MPa1.0MPa弹簧管压力表弹簧管压力表 可选择可选择1.51.5级的压力表级的压力表 2 0.60.9 3 AMPa 77 5.2 压力仪表的校验压力仪表的校验 就是将被校验压力表和标准压力表通以就是将被校验压力表和标准压力表通以 相同压力，比较它们的指示数值，如果被校相同压力，比较它们的指示数值，如果被校 表对于标准表的读数误差，不大于被校表规表对于标准表的读数误差，不大于被校表规 定的最大准许绝对误差时，则认为被校表合定的最大准许绝对误差时，则

48、认为被校表合 格。格。 78 5.2.1 常用的校验仪器常用的校验仪器 校验的标准仪器为校验的标准仪器为活塞式压力计，它由压活塞式压力计，它由压 力发生部分和测量部分组成，它的精度等级有力发生部分和测量部分组成，它的精度等级有 0.02、0.05和和0.2级，可用来校准级，可用来校准0.25级精密压级精密压 力表，也可校准各种工业用压力表，被校压力力表，也可校准各种工业用压力表，被校压力 的最高值为的最高值为60MPa。 79 压力发压力发 生部分生部分 测量测量 部分部分 80 5.2.2 5.2.2 校验方法：校验方法： (1)(1)校验点应在测量范围内均匀选取校验点应在测量范围内均匀选取

49、4 4个点，个点， (2)(2)均匀增压至刻度上限均匀增压至刻度上限, ,保持上限压力保持上限压力3min,3min,然然 后后, ,均匀降至均匀降至0,0,主要观察指示有无跳动主要观察指示有无跳动/ /停止或停止或 卡塞现象卡塞现象; ; (3)(3)单方向增压至校验点后读数单方向增压至校验点后读数, ,轻敲表壳再读数轻敲表壳再读数. . 然后再单方向缓慢降压至每一校验点进行校验然后再单方向缓慢降压至每一校验点进行校验, , 并计算出被校表的基本误差并计算出被校表的基本误差, ,变差变差/ /零位和轻敲零位和轻敲 位移。位移。 81 六、六、 压力表的安装压力表的安装 6.1 取压口的选择取

50、压口的选择 A 取压口位置取压口位置 (1) 取压点应选在被测介质流动的直取压点应选在被测介质流动的直 管道上，避免处于管路弯曲、分管道上，避免处于管路弯曲、分 叉及流束形成涡流的区域。叉及流束形成涡流的区域。 (2) 取压口开口位置的选择应使压力取压口开口位置的选择应使压力 信号走向合理信号走向合理,避免水塞、气塞或避免水塞、气塞或 流入污物。流入污物。 (3) (3) 取压口应无机械振动或振动不至取压口应无机械振动或振动不至 于引起测量系统的损坏。于引起测量系统的损坏。 82 (4) (4) 测量差压时，两个取压口应在同一水平面上。测量差压时，两个取压口应在同一水平面上。 (5) (5) 导压管最好不要伸入被测对象内部。导压管最好不要伸入被测对象内部。 (6) (6) 取压口与仪表取压口与仪表( (测压口测压口) )应在同一水平面上应在同一水平面上, ,否则应进否则应进 行校正。行校正。 (7)(7)当管路中有突出物体（如测温元件）时，取压口应取当管路中有突出物体（如测温元件）