03-06过程参数及仪表第5章压力仪表91

1、第五章压力检测及仪表第五章压力检测及仪表 压力是工质热力状态的主要参数之一。压力是工质热力状态的主要参数之一。火电厂中为设备的安全经济运行，需测量火电厂中为设备的安全经济运行，需测量压力。压力。在火力发电厂中，待测压力的范围比较宽，在火力发电厂中，待测压力的范围比较宽，约从约从103Pa到到24MPa，且压差测量也广泛，且压差测量也广泛应用在液位和流量测量中作为中间变换应用在液位和流量测量中作为中间变换电厂中使用的压力计和差压计主要是电厂中使用的压力计和差压计主要是弹性弹性的，低压和试验时用的，低压和试验时用液柱式液柱式；另外压力和；另外压力和差压的测量受管路限制，一般用压力或差差压的测量受管

2、路限制，一般用压力或差压变送器将信号转换成压变送器将信号转换成电信号电信号进行进行远传远传。压力及压差测量压力及压差测量 压力计量精度：压力计量精度：基准器基准器 0.005一等标准压力计一等标准压力计 0.02二等标准压力计二等标准压力计 0.05三等标准压力计三等标准压力计 0.2三等标准数字压力计、变送器三等标准数字压力计、变送器 0.10.6工作压力计：工作压力计：14压力及压差测量压力及压差测量 压力计量的发展历史：压力计量的发展历史：1884年年 气压基准器气压基准器 0.0051893年年 活塞压力计活塞压力计 0.011958年年 我国建立国家压力标准计量实验室我国建立国家压力

3、标准计量实验室1961年年 我国一等标准活塞压力计我国一等标准活塞压力计 0.021963年年 我国基准微压计我国基准微压计 不稳定不稳定 封存封存1965年年 我国基准活塞压力计我国基准活塞压力计 0.00211986年年 我国建立压力我国建立压力 国家基准国家基准 准确度为准确度为 0.00031987年年 我国国家基准微压计我国国家基准微压计 02500pa，0.1pa第五章压力检测及仪表第五章压力检测及仪表压力定义为压力定义为“物体单位面积上作用的法向力的大物体单位面积上作用的法向力的大小小”，物理学中也称之为，物理学中也称之为“压强压强 ”在国际单位在国际单位制中，压力的单位是制中，

4、压力的单位是“帕斯卡帕斯卡(Pasc91)，简称，简称“帕帕(Pa)。过去采用毫米汞柱，毫米水柱，工程大气。过去采用毫米汞柱，毫米水柱，工程大气压（公斤力压（公斤力/厘米厘米2）表压力：表压力： 绝对压力表压力大气压力绝对压力表压力大气压力 表压力绝对压力大气压力表压力绝对压力大气压力 高于大气压的表压力叫正压，反之叫负压，负压的高于大气压的表压力叫正压，反之叫负压，负压的绝对值也称真空绝对值也称真空第五章压力检测及仪表第五章压力检测及仪表绝对压力PJ J大气压力PD D表压力PB B PB B= PJ J PD D真空度PZ Z（负压） PZ Z PD D PJ J6压力的几种表示形式压力的

5、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第五章压力检测及仪表第五章压力检测及仪表 过去采用的压力单位过去采用的压力单位“工程大气压力工程大气压力”（kgf/cmkgf/cm2 2）、）、“毫米汞柱毫米汞柱”（mmHgmmHg）、）、“毫米水柱毫米水柱”（mmHmmH2 2O O）、）、“物理大气压物理大气压”（atmatm）、）、“巴巴”（barbar）、）、“PSIPSI”等均应等均应改成法定计量单位帕。改成法定计量单位帕。1 kgf/cm1 kgf/cm2 2 = 0.9807 = 0.980710105

6、5PaPa1 mmH1 mmH2 2O = 0.9807O = 0.980710Pa10Pa1 mmHg = 1.3321 mmHg = 1.33210102 2PaPa1 atm = 1.013251 atm = 1.0132510105 5PaPa1 bar=101 bar=105 5PaPa1 PSI=6.891 PSI=6.8910103 3PaPa1.平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理测量压力2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的大小3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量

7、的变化压力检测方法u压力传感器从其原理及结构来看可分为：液柱式、机械式及电气式u测量压力的仪表，按信号原理不同，大致可分为四类：液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度机械式：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移压力测量仪表的分类压力测量仪表的分类电气式：将被测压力转换成各种电量，如电感、：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等，依据电量的大小实现电容、电阻、电位差等，依据电量的大小实现压力的间接测量压力的间接测量活塞式：根据水压机液体传送压力的原理，将：根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质被测压力转换成活塞面积上所加

8、平衡砝码的质量量第五章压力检测及仪表第五章压力检测及仪表第一节液柱式压力计第一节液柱式压力计利用液柱对液柱底面产生的静压力与被测压力利用液柱对液柱底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过液柱高度来反映被测压力相平衡的原理，通过液柱高度来反映被测压力的大小的大小优点：结构简单，使用方便，有相当高的准确优点：结构简单，使用方便，有相当高的准确度，在本专业中应用很广泛度，在本专业中应用很广泛缺点：量程受液柱高度的限制，体积大，玻璃缺点：量程受液柱高度的限制，体积大，玻璃管容易损坏及读数不方便管容易损坏及读数不方便一、一、U U型管压力计型管压力计采用水银或水为工作液，用U形管或单管进行测量，常用

9、于低压、负压或压力差的检测被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风道各段压力、通风空调系统各段压力的测量一、一、U U型管压力计型管压力计U型管压力计两端差压与液柱高度型管压力计两端差压与液柱高度h间有如下关间有如下关系系: p=p1-p2=h(1- 2)g =(h1+h2)(1- 2)g 式中式中 1 2封液密度和封封液密度和封液上面的介质密度液上面的介质密度 h两侧封液的高度两侧封液的高度差差h =(h1+h2) g重力加进度。重力加进度。一、一、U U型管压力计型管压力计P=P1P2 =g(h1+h2)提高工作液密度将提高工作液密度将增加压力的测量范增加压力的测量范围，但灵敏度要降围，但

10、灵敏度要降低。低。一、一、U U型管压力计型管压力计一、一、U U型管压力计型管压力计注意事项注意事项为减小毛细现象，为减小毛细现象，U型管的内径一般为型管的内径一般为5-20mm, ，内径最好不小于内径最好不小于10mm使用时保持垂直使用时保持垂直减小两次读数误差，读数时眼睛与液面平齐，减小两次读数误差，读数时眼睛与液面平齐，以封液弯月面顶部切线为准读取液面高度。以封液弯月面顶部切线为准读取液面高度。应选择密度小的封液，以增大左右管液体的高应选择密度小的封液，以增大左右管液体的高度差，减小读数误差。（水，汞，四氯化碳）度差，减小读数误差。（水，汞，四氯化碳） 主要误差来源：主要误差来源： 1

11、、 环境温度变化环境温度变化 2、重力加速度、重力加速度 3、毛细现象、毛细现象 4、读数误差、读数误差 5、安装误差、安装误差 6、气体密度变化误差、气体密度变化误差 二、单管式压力计二、单管式压力计U形管压力计要读两次数增大了读数误差，形管压力计要读两次数增大了读数误差，也不方便。将一边的肘管换成大截面容积也不方便。将一边的肘管换成大截面容积构成单管式压力计。构成单管式压力计。原理：原理：大容器中封液的减大容器中封液的减少等于管中封液的增加少等于管中封液的增加 h2f=h1A（f,A,分别为管子截面积和分别为管子截面积和大容器的截面积大容器的截面积)单管压力计的应用：单管压力计的应用： 将

12、数根肘管连至同一个大截面容器，则成为多管将数根肘管连至同一个大截面容器，则成为多管压力计，电厂用它测炉膛和烟道各处的负压。压力计，电厂用它测炉膛和烟道各处的负压。大容器内通大气，各肘管连至烟道各测点，此大容器内通大气，各肘管连至烟道各测点，此时各肘管中的液体高度即代表各处负压。时各肘管中的液体高度即代表各处负压。三、斜管式微压计三、斜管式微压计热力实验中用斜管式微压计测微小压力、负热力实验中用斜管式微压计测微小压力、负压、差压。压、差压。测正压，被测压力送入大容器测正压，被测压力送入大容器测负压，被测压力送入肘管测负压，被测压力送入肘管测差压，将较高压力送入大容器，较低压测差压，将较高压力送入

13、大容器，较低压力送入肘管。力送入肘管。三、斜管式微压计三、斜管式微压计三、斜管式微压计三、斜管式微压计则则 p=p1-p2=(h1+h2)(1- 2)g且且 h2=Lsin; h1=Lf/F=L(d2/D2)由于被测介质通常为液体，所以由于被测介质通常为液体，所以2可忽略，整可忽略，整理得理得 pL(sin+ d2/D2) 1 g=kL 其中其中k为系数，若为系数，若一定，则为一定，则为k常数，常数，则读取则读取L数值表示被测差压数值表示被测差压 p。优点：优点：v因为因为L比比h2放大了放大了1/sin倍，所以读数得相对倍，所以读数得相对误差小误差小v改变改变可改变可改变k值，但不得小于值，

14、但不得小于150三、斜管式微压计三、斜管式微压计斜管式微压计应用范围：一般斜管式微压计应用范围：一般1002500pa三、斜管式微压计三、斜管式微压计斜管式微压计应用范围：一般斜管式微压计应用范围：一般1002500pa倾斜角度越小，倾斜角度越小，l越长，测量灵敏度就越高；但越长，测量灵敏度就越高；但不可太小，否则液柱易冲散，读数较困难，误不可太小，否则液柱易冲散，读数较困难，误差增大。差增大。这种这种倾斜管液柱式压力计倾斜管液柱式压力计可以测量到可以测量到0.98Pa的的微压。为了进一步提高微压计的精确度，应选微压。为了进一步提高微压计的精确度，应选用密度小的酒精作为工作液体。用密度小的酒精

15、作为工作液体。 三、斜管式微压计三、斜管式微压计四、液柱式压力计的测量误差及其修正1. 环境温度变化2. 重力加速度变化3. 毛细管现象第二节第二节 弹性式压力计弹性式压力计 用弹性传感器（又称弹性元件）组成的压力用弹性传感器（又称弹性元件）组成的压力测量仪表称为弹性式压力计。弹性元件受压后产测量仪表称为弹性式压力计。弹性元件受压后产生的形变输出（力或位移），可以通过传动机构生的形变输出（力或位移），可以通过传动机构直接带动指针指示压力（或压差），也可以通过直接带动指针指示压力（或压差），也可以通过某种电气元件组成变送器，实现压力（或压差）某种电气元件组成变送器，实现压力（或压差）信号的远传。

16、信号的远传。 第二节第二节 弹性式压力计弹性式压力计 根据弹性元件受压后产生变形和压力大小有确根据弹性元件受压后产生变形和压力大小有确定关系的原理制成。适用范围（定关系的原理制成。适用范围（0-103Mpa),结构结构简单，广泛应用。简单，广泛应用。包括：金属膜片式（包括膜片式）、波纹管式包括：金属膜片式（包括膜片式）、波纹管式和弹簧管式。和弹簧管式。一、弹性元件的特性一、弹性元件的特性三、膜片和膜盒三、膜片和膜盒四、波纹管四、波纹管五、弹簧管五、弹簧管第二节第二节 弹性式压力计弹性式压力计 弹性元件在弹性限度内受压后会产生变形，变形大小与被测压力成正比关系。第二节第二节 弹性式压力计弹性式压

17、力计 将被测压力转换成弹性元件变形的位移将被测压力转换成弹性元件变形的位移 测量原理测量原理P 弹簧管式弹性元件弹簧管式弹性元件P 膜片式弹性元件膜片式弹性元件 弹簧管结构示意图弹簧管结构示意图 波纹管波纹管( (筒筒) )结构示意图结构示意图 (a)(a)单圈弹簧管；单圈弹簧管；(b)(b)盘旋形弹簧盘旋形弹簧 (a)(a)波纹筒结构示意；波纹筒结构示意； (c)(c)螺旋形弹簧管；螺旋形弹簧管；(d)(d)组合弹簧管组合弹簧管 (b)(b)与弹簧组合使用的波纹筒与弹簧组合使用的波纹筒膜片结构示意膜片结构示意（a）平面膜片；（）平面膜片；（b）波纹膜片；（）波纹膜片；（c）挠性膜片挠性膜片

18、膜盒结构示意图膜盒结构示意图 第二节第二节 弹性式压力计弹性式压力计弹性元件结构和特点弹性元件结构和特点 二、膜盒压力表二、膜盒压力表 膜盒压力表是用于生产过程的工业仪表，它适用于测量微小压膜盒压力表是用于生产过程的工业仪表，它适用于测量微小压力和真空。测量范围一般在一力和真空。测量范围一般在一200020004000Pa4000Pa，精确度等级一般为，精确度等级一般为2.52.5级。膜盒压力表的结构主要由膜盒、传动机构、调整机构、级。膜盒压力表的结构主要由膜盒、传动机构、调整机构、游丝指针、表盘等构成，游丝指针、表盘等构成， 膜盒风压表膜盒风压表 1 1一膜盒；一膜盒；2 2一刻度盘；一刻度

19、盘；3 3一零位调整；一零位调整；4 4一弧形架；一弧形架；5 5一指针；一指针； 6 6一弹簧片；一弹簧片； 7 7一曲柄；一曲柄；8 8一一 调整螺丝；调整螺丝；9 9一拉杆；一拉杆；1010一拐臂；一拐臂；11一固定指针套；一固定指针套； 12一固定铀；一固定铀；13一形丝；一形丝；14一引压管接头一引压管接头 五、弹簧管五、弹簧管弹簧管是弹簧管压力计的主要元件各种形式的弹弹簧管是弹簧管压力计的主要元件各种形式的弹簧管如图所示簧管如图所示工作原理：弯曲的弹簧管是一根空心的管子，其工作原理：弯曲的弹簧管是一根空心的管子，其自由端是封闭的，固定端焊在仪表的外壳上，自由端是封闭的，固定端焊在仪

20、表的外壳上，弹簧管及其横截面弹簧管及其横截面扁圆扁圆椭圆椭圆单圈单圈盘旋多圈盘旋多圈螺旋形螺旋形五、弹簧管五、弹簧管3. 弹簧管截面为非圆形（椭圆形或扁圆形），并弯成圆弧状的空心管子一端为封闭（自由端），一端为开口（固定端） 三、弹簧管压力表三、弹簧管压力表 弹簧管压力表是生产过程中和实验室应用非常普遍的弹簧管压力表是生产过程中和实验室应用非常普遍的测压仪表。它可以测量压力，也可以测量真空。按照使测压仪表。它可以测量压力，也可以测量真空。按照使用的弹簧管的种类可分为单圈和多圈弹簧管压力表用的弹簧管的种类可分为单圈和多圈弹簧管压力表 1.1.单圈弹分管压力表的结构及工作原理单圈弹分管压力表的结构

21、及工作原理 结构组成如图所示，结构组成如图所示， 一、弹簧管压力表一、弹簧管压力表 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1 1、结构、结构2 2、使用、使用3 3、安装、安装 用途：用途：弹簧管压力表是生产过程中和实验室应弹簧管压力表是生产过程中和实验室应用非常普遍的测压仪表。它可以测量压力，也用非常普遍的测压仪表。它可以测量压力，也可以测量真空。可以测量真空。 种类：种类：按照使用的弹簧管的种类可分为单圈和按照使用的弹簧管的种类可分为单圈和多圈弹簧管压力表。多圈弹簧管压力表。 型号：型号：按照适用的条件可分为耐振型、耐热型、按照适用的条件可分为耐振型、耐热型、耐腐蚀型、抗冲击

22、防爆型以及专用压力表等。耐腐蚀型、抗冲击防爆型以及专用压力表等。它们的工作原理是相同的。它们的工作原理是相同的。 四、双波纹管差压计四、双波纹管差压计 双波纹管差压计在火力发电厂中主要用于流量和水位测量指示双波纹管差压计在火力发电厂中主要用于流量和水位测量指示记录的二次仪表。如果用于流量测量，差压计往往还带有积算装记录的二次仪表。如果用于流量测量，差压计往往还带有积算装置。测量的差压值上限可达置。测量的差压值上限可达0.4MPa0.4MPa，耐工作压力上限可达，耐工作压力上限可达40MPa40MPa，精确度可达精确度可达1.01.01.51.5级。级。第四节第四节 压力变送器压力变送器压力传感

23、器：能够感受压力（压差）并能按一压力传感器：能够感受压力（压差）并能按一定规律将压力（压差）转换成同种或别种性质定规律将压力（压差）转换成同种或别种性质输出量的仪表。输出量的仪表。输出电量的压力传感器是讨论的内容。输出电量的压力传感器是讨论的内容。弹性元弹性元件检测压力的输出只是机械位移信号，该信号件检测压力的输出只是机械位移信号，该信号可以就地显示，也可以变换为电信号以供远传。可以就地显示，也可以变换为电信号以供远传。这种变换一般称为电变送。其方法很多，如电这种变换一般称为电变送。其方法很多，如电阻式、阻式、电感式电感式、电容式电容式、应变式应变式、力平衡式、力平衡式、霍尔式、振弦式、光纤式

24、等。目前工业生产使霍尔式、振弦式、光纤式等。目前工业生产使用的电变送后的压力信号都是标准化的电流或用的电变送后的压力信号都是标准化的电流或电压信号，其变送器都是定型的产品。电压信号，其变送器都是定型的产品。 变送器变送器( (传感器传感器) )这一词是这一词是指将被测的某一物理量按照一指将被测的某一物理量按照一定转换规律转换成另一种已知定转换规律转换成另一种已知的物理量的一种转换装置。它的物理量的一种转换装置。它是一个用于检测控制变量是一个用于检测控制变量( (信息信息) )的器件的器件, , 它具有检测它具有检测, ,转换转换, ,传传输信息的功能。输信息的功能。第四节第四节 压力变送器压力

25、变送器电容式压力传感电容式压力传感工作原理：工作原理：以已弹性元件膜片为电容器的可动以已弹性元件膜片为电容器的可动极板，它与固定极板之间形成一可变电容。随极板，它与固定极板之间形成一可变电容。随被测压力的变化，膜片产生位移，使电容器的被测压力的变化，膜片产生位移，使电容器的可动极板与固定极板之间的距离改变，从而改可动极板与固定极板之间的距离改变，从而改变了电容器的电容量，完成压力信号与电容量变了电容器的电容量，完成压力信号与电容量之间的变化。之间的变化。电容器的电容量由它的两个极板的大小、形状、电容器的电容量由它的两个极板的大小、形状、相对位置和电介质的介电常数决定相对位置和电介质的介电常数决

26、定v电容式测压原理电容式测压原理 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容器的电容量，然后通过测量电容量C C便可以知道被测便可以知道被测压力的大小，从而实现压力压力的大小，从而实现压力- -电容转换的。电容转换的。 定极板弹性元件动极板被测压力 测量原理测量原理 电容器极板间绝缘介质的介电电容器极板间绝缘介质的介电 常数，常数，F/m A电容器两平行板覆盖的面积，电容器两平行板覆盖的面积，m2 d两平行板之间的距离，两平行板之间的距离，m C电容量，电容量，F组成：组成： 变送器由两部分组成：变送器由两

27、部分组成：差动式压力差动式压力( (差差压压) )电容电容转换和转换和测量电路测量电路。 差动式压力差动式压力( (差压差压) )电容转换是将被测压力电容转换是将被测压力( (差压差压) )转换成差动变化的电容转换成差动变化的电容C CL L、C CH H，其结构如，其结构如图所示。图所示。 感压元件是膜片，两电容感压元件是膜片，两电容的固定极板为球面形结构。的固定极板为球面形结构。测量膜片位于两固定极板的测量膜片位于两固定极板的中央，它与固定极板构成两中央，它与固定极板构成两个小室，两室结构对称。固个小室，两室结构对称。固定极板是将玻璃绝缘体磨成定极板是将玻璃绝缘体磨成球形凹面，并在该表面镀

28、上球形凹面，并在该表面镀上一层金属薄膜而成。金属薄一层金属薄膜而成。金属薄膜和弹性膜片都接有输出引膜和弹性膜片都接有输出引线。测量膜片与固定极板形线。测量膜片与固定极板形成的电容在成的电容在3030150pf150pf范围内。范围内。室通孔与自己一侧隔离膜片室通孔与自己一侧隔离膜片腔室连通，室和隔离腔室内腔室连通，室和隔离腔室内充有硅油。充有硅油。2022-6-247测量部分测量部分 I0 测量部分包括电容膜盒、高低压室及法兰组件等测量部分包括电容膜盒、高低压室及法兰组件等. 测量原理测量原理: 将被测压力的变化转换成电容量的变化。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

29、电极P1转换放大单元 P2电容式压力传感器隔离膜片 被测压力作用于隔离膜片，通过硅油使测量膜片被测压力作用于隔离膜片，通过硅油使测量膜片产生与压力成正比的位移，从而改变了可动极产生与压力成正比的位移，从而改变了可动极板与固定极板间的距离，引起电容的变化，此板与固定极板间的距离，引起电容的变化，此电容变化通过引线传给测量显示电路。电容变化通过引线传给测量显示电路。工作原理工作原理差压差压位移位移电容电容电流电流放大放大输出输出传感部分传感部分显示电路部分显示电路部分（1 1）差压位移转换）差压位移转换d0=K1p(2) 位移电容转换位移电容转换3 3 差压转换成电容组成部分相关知识差压转换成电容

30、组成部分相关知识4）几个需注意的问题）几个需注意的问题 为什么采用差动平板电容？为什么采用差动平板电容？为提高灵敏度和改善非为提高灵敏度和改善非线性，采用差动形式线性，采用差动形式（3）当采用差动时，）当采用差动时，CL增加增加,CH减少，电容总变减少，电容总变化量为：化量为：4）几个需注意的问题）几个需注意的问题 为什么采用差动平板电容？为什么采用差动平板电容？与非差动相比，灵敏性有所提高和非线性程度减与非差动相比，灵敏性有所提高和非线性程度减小，但非线性仍不满足高精度要求小，但非线性仍不满足高精度要求 实际中，为什么采用电容之差与实际中，为什么采用电容之差与电容之和的比值：电容之和的比值：

31、好处好处1比值比值CL-CH/CL+CH与压力成正比。与压力成正比。2比值比值CL-CH/CL+CH介电常数介电常数无关，如与无关，如与有关有关就会产生很大误差就会产生很大误差,如如 是温度的函数。是温度的函数。3如果差动电容的结构完全对称，则可得到良好如果差动电容的结构完全对称，则可得到良好的稳定性。的稳定性。4）几个需注意的问题）几个需注意的问题实际中，为什么采用电容之差与电容之和的比值：实际中，为什么采用电容之差与电容之和的比值：11511151系列电容式压力系列电容式压力( (差压差压) )变送器变送器11511151系列电容式压力系列电容式压力( (压差压差) )变送器是我国引进美国

32、罗斯蒙变送器是我国引进美国罗斯蒙特公司技术并自己开发生产的一类新型压力特公司技术并自己开发生产的一类新型压力( (差压差压) )变送变送器。器。 特点：特点：它具有精确度高，性能稳定，单向过载保护性它具有精确度高，性能稳定，单向过载保护性能好，调整方便，体积小，重量轻等一系列优点。能好，调整方便，体积小，重量轻等一系列优点。 应用：应用：使用在电力、石油、化工等各领域的生产过程使用在电力、石油、化工等各领域的生产过程中。在火力发电厂使用中。在火力发电厂使用11511151电容式压力电容式压力( (差压差压) )变送器几变送器几乎有一种替代其他种类压力乎有一种替代其他种类压力( (差压差压) )

33、变送器的趋势。变送器的趋势。 组成：组成： 变送器由两部分组成：差动式压力变送器由两部分组成：差动式压力( (差压差压) )电电容转换和测量电路。容转换和测量电路。 差动式压力差动式压力( (差压差压) )电容转换是将被测压力电容转换是将被测压力( (差压差压) )转换成差动变化的电容转换成差动变化的电容C CL L、C CH H，其结构如图所示。，其结构如图所示。应变式压力变送器应变式压力变送器应变式压力传感器利用金属应变片或半导体应应变式压力传感器利用金属应变片或半导体应变片将测压弹性元件的应变转换成电阻变化。变片将测压弹性元件的应变转换成电阻变化。1 金属丝的应变效应和半导体的压阻效应金

34、属丝的应变效应和半导体的压阻效应 弹性元件的应变转换成电阻值的大小是由金属或弹性元件的应变转换成电阻值的大小是由金属或半导体材料制成的电阻体（即应变片）完成。半导体材料制成的电阻体（即应变片）完成。 常用的金属应变片：金属丝式、箔式、薄膜式，常用的金属应变片：金属丝式、箔式、薄膜式，基于金属丝的应变效应工作，基于金属丝的应变效应工作，半导体应变片：体式、薄膜式、扩散式，基于半导体应变片：体式、薄膜式、扩散式，基于半导体压阻效应工作半导体压阻效应工作应变式压力变送器应变式压力变送器1原理：原理：利用金属应变片或半导体应变片将测压弹利用金属应变片或半导体应变片将测压弹性元件的应变转换成电阻变化性元

35、件的应变转换成电阻变化。2应变式压力变送器的型式应变式压力变送器的型式1 ）组成：两部分，）组成：两部分， 感压弹性元件，应变片。也感压弹性元件，应变片。也可将二者结合成一体。可将二者结合成一体。2）测量电路的工作：将应变片电阻的变化转换成）测量电路的工作：将应变片电阻的变化转换成电流或电压输出是由测量电路完成的。电流或电压输出是由测量电路完成的。第三节第三节 压力（差压）传感器和变送器压力（差压）传感器和变送器 扩散硅式压力、差压变送器采用硅杯压阻式传感器为敏感元件，具有体积小、质量轻结构简单和稳定性好的特点。2022-6-256测量部分的工作原理测量部分的工作原理 变送器的测量部分如右图所

36、示。变送器的测量部分如右图所示。 敏感元件由两片研磨后胶合成杯状的敏感元件由两片研磨后胶合成杯状的硅片组成。当硅杯受压时，压阻效应硅片组成。当硅杯受压时，压阻效应使杯上的扩散电阻阻值发生变化，从使杯上的扩散电阻阻值发生变化，从而使由这些电阻组成的电桥产生不平而使由这些电阻组成的电桥产生不平衡电压。衡电压。 硅杯两面浸有硅油，硅油和被测介质硅杯两面浸有硅油，硅油和被测介质之间用金属膜片分开。当被测量差压之间用金属膜片分开。当被测量差压输入到测量室内作用于隔离膜片上时，输入到测量室内作用于隔离膜片上时，膜片将驱使硅油移动，并把压力传递膜片将驱使硅油移动，并把压力传递给硅杯压阻传感器。于是，传感器上

37、给硅杯压阻传感器。于是，传感器上的不平衡电桥就有电压信号输出给放的不平衡电桥就有电压信号输出给放大器，经放大器处理，输出大器，经放大器处理，输出420mA直流电流信号。直流电流信号。r0，r、t达达最大值最大值r=0.58r0，r=0r=r0，r达达负的最大值负的最大值r=r0，t=0（1）应变片的贴法：两片在膜片中心感受）应变片的贴法：两片在膜片中心感受正的轴向应力，两片在边缘感受负的轴向正的轴向应力，两片在边缘感受负的轴向应变。应变。（2）测量桥路）测量桥路2）测量电路的工作：）测量电路的工作：(3)测量桥路的输出测量桥路的输出2）测量电路的工作：）测量电路的工作： 第五节第五节 压力仪表

38、的选用与安装压力仪表的选用与安装1 1）取压口应与工质流速方向垂直，与设备内壁平齐）取压口应与工质流速方向垂直，与设备内壁平齐 2 2）防止仪表感受件与高温和有害的被测介质接触。）防止仪表感受件与高温和有害的被测介质接触。高温介质要冷凝，含尘气体要设灰尘捕集器；腐蚀介高温介质要冷凝，含尘气体要设灰尘捕集器；腐蚀介质应加装隔离容器质应加装隔离容器 3 3）仪表与取压口如不在同一水平上，应注意校正由）仪表与取压口如不在同一水平上，应注意校正由于高度差对仪表造成的额外的读数误差。于高度差对仪表造成的额外的读数误差。 4 4）压力取出口位置，测量气体介质应在工艺管道的）压力取出口位置，测量气体介质应在

39、工艺管道的上部，测量蒸汽应在工艺管道的两侧，测量液体压力上部，测量蒸汽应在工艺管道的两侧，测量液体压力应在工艺管道的下部。应在工艺管道的下部。 取压口的选择 在管道或烟道上取压 测量流动介质的压力 测量液体介质的管道上取压2. 导压管的铺设 导压管是传递压力、压差信号的。工业压力表的校验与调整工业压力表的校验与调整 电厂中校验测压仪表的标准器有两类：一类是电厂中校验测压仪表的标准器有两类：一类是活塞式压力计，常用于活塞式压力计，常用于105 pa压力以上，另一类压力以上，另一类是液柱式压力计，低压范围内是液柱式压力计，低压范围内0105Pa,也可用也可用空气浮球式压力计代替液柱式压力计。空气浮球式压力计代替液柱式压力计。 校验测压仪表用标准器校验测压仪表用标准器1活塞式压力计活塞式压力计工作原理：用直接作用在已知活塞面积上的砝工作原理：用直接作用在已知活塞面积上的砝码重力来平衡被测压力，从已知的活塞面积和码重力来平衡被测压力，从已知的活塞面积和砝码重量，求得被测压力的值砝码重量，求得被测压力的值第四节第四节 压力和差压测量仪表的校验和使用压力和差压测量仪表的校验和使用工业压力表的校验与调整工业压力表的校验与调整 2、弹簧管压力计的检定：准确度