第三章-三节压力检测仪表

1压力检测方法及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2第三节压力检测仪表一、概述压力的定义压力是指均匀而垂直作用在单位面积上的力，符号用P表示。压力的单位是帕斯卡，即牛顿/米2；用符号Pa表示除了帕斯卡，我国目前还同时使用以下单位：工程大气压、物理大气压等3第三节压力检测仪表压力的表示方式Δ绝对压力表压力真空度差压表压（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（负压）4第三节压力检测仪表压力检测的主要方法及压力检测仪表的分类液体压力计:根据流体静力学原理，把被测压力或差压转换成液体的高度（差）弹性式压力计:根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成弹性元件的位移，并通过机械传动机构直接带动指针指示电远传式压力仪表:这类仪表的敏感元件一般也是弹性元件，通过进一步应用转换元件和转换电路将与被测压力成正比的弹性元件的位移转换成电信号，实现信号的远距离输送物性型压力传感器:它是基于在压力的作用下，敏感元件的某些物理特性发生变化的原理5第三节压力检测仪表二、液体压力计

工作原理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液柱式压力计的形式：U形管单管斜管6第三节压力检测仪表U形管7第三节压力检测仪表D杯形容器的内直径d玻璃管的内直径8第三节压力检测仪表9第三节压力检测仪表液体压力计的误差分析温度误差:这是指由于压力计所处环境温度的变化引起的测量误差。一是标尺长度随温度的变化；二是工作液密度随温度的变化安装误差:当压力计安装不垂直时将会产生安装误差重力加速度变化误差传压介质误差读数误差:主要是由于玻璃管内工作液的毛细作用而引起的10第三节压力检测仪表液体压力计的使用液体压力计在使用时，须注意以下问题：压力计工作时，如实际工作温度和当地重力加速度偏离仪表设计值；应对仪表读数进行修正压力计应垂直安装使用应根据被测介质的特性和压力的测量范围选择合适的工作液在使用时，被测压力的瞬时值不能超过测量范围11第三节压力检测仪表三、弹性式压力检测仪表

弹性式压力检测仪表是用弹性元件作为压力敏感元件把压力转换成弹性元件的位移，并经适当的机械传动和放大机构，通过指针指示被测压力大小的一种压力表，统称弹性式压力表12第三节压力检测仪表弹簧管压力表弹簧管压力表是最常用的一种指示式压力检测仪表弹簧管压力表结构简单、使用方便、价格低廉，它测量范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压（可达1000MPa）根据制造的要求，仪表的准确度等级最高为0.1级13弹性变形法

将被测压力转换成弹性元件变形的位移

测量原理P

膜片式弹性元件P

弹簧管式弹性元件14第三节压力检测仪表15

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16第三节压力检测仪表波纹管差压计波纹管的特点是灵敏度高（特别是在低压），但是迟滞误差较大，波纹管压力表的测量范围较小，一般为0～0.4MPa，仪表的准确度等级为1.5～2.5级波纹管双波纹管压力表17第三节压力检测仪表其它弹性式压力表膜片和膜盒也常常被用作压力测量的弹性元件，从而构成膜片压力表和膜盒压力表膜盒压力表主要用于测量较低压力或负压的气体压力，压力测量范围为－20～40kPa，仪表的准确度等级一般为1.5～2.5级。18第三节压力检测仪表膜片压力表的工作原理与膜盒压力表相近，测量准确度也差不多，但膜片压力表的可测压力范围较宽，最高可达2.5MPa。另外，作为弹性元件的膜片常常和其他转换元件一起使用构成电远传式压力仪表膜片压力表膜盒压力表金属膜片19第三节压力检测仪表四、电远传式压力检测仪表电远传式压力仪表也是利用弹性或非弹性元件作为敏感元件，但在仪表中增加了转换元件（或装置）和转换电路能将弹性或非弹性元件的位移转换为电信号输出，实现信号的远传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。20第三节压力检测仪表力平衡式压力变送器气动压力变送器电动压力变送器21压力检测仪表

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

测量机构杠杆机构检测

放大机构反馈机构P141：DDZ－II型差压变送器原理22第三节压力检测仪表电容式差压变送器电容式压力/差压变送器P143：工作原理23第三节压力检测仪表其它电远传式压力检测仪表霍尔压力传感器它主要有弹簧管、霍尔元件和磁极组成电感式压力传感器在电感式压力传感器中，首先用弹性元件将被测压力转换成弹性元件的位移，再用电学的方法将位移转换成自感或互感系数的变化，最后由测量电路转换成与被测压力成正比的电流或电压输出24第三节压力检测仪表谐振式压力传感器谐振式压力传感器是依靠被测压力改变弹性元件或与弹性元件相连的振动元件的谐振频率，经过适当的电路输出脉冲频率信号或电流（电压）信号，根据谐振原理的不同，谐振式压力传感器有振弦式、振膜式及振筒式几种25第三节压力检测仪表五、物性型压力传感器测量原理是基于物质定律基础上的，敏感元件感受被测压力，并将压力的大小转换成敏感元件的某个物理量输出由于该物理量常常是一种电量信号，因此这类传感器也是电远传式的26第三节压力检测仪表应变式压力传感器应变式压力传感器是由弹性元件、应变片以及相应的测量电路组成非粘性应变式压力传感器是直接使用电阻丝(应变元件)在弹性元件上，且构成一个简单桥路粘贴式应变式压力传感器是将电阻丝或片粘贴在压力敏感元件上，当敏感元件经受压力作用而产生应变，使得粘贴在其上的电阻丝或片的电阻值发生相应的变化27第三节压力检测仪表压阻式压力传感器压阻式压力传感器的主要优点是体积小，结构比较简单和应变式压力传感器一样，压阻式压力传感器的缺点也是敏感元件易受温度的影响压阻式压力变送器28第三节压力检测仪表压电式压力传感器压电式压力传感器结构简单、紧凑，小巧轻便，工作可靠，具有线性度好，频率响应高，量程范围大等优点由于在晶体边界上存在漏电现象，所以这类传感器不能用于稳态测量压电式压力传感器29第三节压力检测仪表六、压力检测仪表的使用Δ

压力仪表的选用仪表的量程为保证安全，一般最大压力值应不超过满量程的3/4~2/3；为了保证测量精度，被测压力值应不低于仪表满量程的1/3为宜目前我国的压力测量仪表的量程系列为1，1.6，2.5，4，6，10×10nMPa（n为整数）30第三节压力检测仪表仪表准确度等级的选择根据允许的最大误差确定仪表的精度。仪表类型的选择要考虑被测介质的性质，测量的要求，以及各种压力测量元件的特性来决定。机械式拉力表耐震差动远传压力表31第三节压力检测仪表P151:例：有一个压力容器在正常工作时的压力范围为0.4～0.6MPa，要求使用弹簧管压力表进行检测，并使测量误差不大于被测压力的4％，试确定该表的量程和准确度等级。解：被测压力比较稳定，弹簧管压力表的量程设为A，根据压力较稳定，最大压力不得超过量程的3/4，最小压力不应低于超过量程的1/3。则0.4大于等于1/3A;0.6小于等于3/4A准确度＝允许的最大误差/量程大小×100％比如1.5级就是对应的1.5%....32第三节压力检测仪表压力检测系统Δ

一个完整的压力检测系统包括：取压口；引压管路和压力检测仪表设备取压口压力仪表引压管路一个简单的压力检测系统示意图33第三节压力检测仪表取压口取压口要具有代表性，能真实地反映被测对象压力的变化。取压口位置在选择时要尽可能方便引压管路和压力仪表的安装与维护，同时还应遵循以下原则。

①取压口位置要选在被测介质直线流动的管段或容器的壁面部分，不要靠近管路中有阻力件或容器的死角附近。

②取压口开孔的轴线应垂直被测设备的壁面，其内端面与设备内壁平齐，以保证测取的是流体的静压信号。

③对于水平管道和水平安装的设备，当被测介质为液体时，取压口应在设备横截面的中下侧，使引压管路内不积存气体，也不易被沉淀物堵塞取压口；被测介质为气体时，取压口应在设备横截面的上部，以免引压管路中积存液体，如图所示。

34第三节压力检测仪表引压管路①引压管路的内径一般为6～10mm长度不得超过50ｍ、引压管路越长，介质的黏度越大（或含杂质越多），引压管的内径要求越大。②引压管路水平敷设时要保持l：10～l：20的倾斜度。被测介质为液体时，从引压管到仪表方向向下倾斜；介质为气体时，则向上倾斜。③当被测介质为易冷凝、易结晶、易凝固流体时。引压管路需有保温伴热措施。35第三节压力检测仪表引压管路中常用的一些附件截止阀：引压管在靠近取压口附近常接一个截止阀隔离罐：防止腐蚀性介质直接作用到检测仪表集气器：防止气体进入引压管路集液器：防止液体进入引压管路冷凝器：被测介质为蒸汽时，在取压口附近安装冷凝器使其后的引压管路中充满冷凝水36第三节压力检测仪表一些特殊介质的取压方式气固两相流介质细小的固体颗粒进入取压口会造成取压口或引压管路的堵塞、如果颗粒较大，而且粉尘性颗粒含量很小，则可以在取压口上安装一个过滤网，阻止颗粒进入引