第三章压力和差压测量.ppt

垂直作用在单位面积上的力称压力。在国际单位制（SI）和我国法定计量单位中，压力的单位是“帕斯卡”，简称“帕”，符号为“Pa”。 即1N的力垂直均匀作用在1m2的面积上所形成的压力值为1Pa。 过去采用的压力单位“工程大气压力”（kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、“毫米水柱”（mmH2O）、“物理大气压”（atm）、“巴”（bar）、“PSI”等均应改成法定计量单位帕。 ◆ 绝对压力PA ◆ 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。 ◆液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度。 ◆ 原理：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，通过液柱高度反映被测压力的大小。 △P=P1－P2 =ρg(h1+h2) 由于 Dd，所以 P =ρgh2 例：U形管压力计两肘管的内径分别为d1 = 6mm，d2 = 6.5mm，管内封液为水，被测压力作用于较细肘管，使水柱从零位下降195mm。如果以该值的2倍作为被测压力值，试确定由于没有读取较粗肘管的水柱从零位的升高值而造成的测量误差。 倾斜角度越小，l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，误差增大。 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），也可以通过某种电气元件组成变送器，实现压力（或压差）信号的远传。 ◆ 按剖面形状分为平膜片和波纹膜片 ◆ 灵敏，可测较低压力 ◆ 迟滞误差较大，精度一般只有1.5级 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） 结构简单，使用方便，价格低廉，使用范围广，测量范围宽 可测负压、微压、低压、中压和高压 精度有0.5、1.0、1.5、2.5等 ◆ 霍尔压力传感器 ◆ 压电效应原理：压电材料受压时会在其表面产生电荷，其电荷量与所受的压力成正比。 ◆ 压电材料：单晶体、多晶体 ◆ 特点：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 ◆ 应变片是基于应变效应工作的一种压力敏感元件，当应变片受外力作用产生形变时，应变片的电阻值也将发生相应变化。 ◆ 应变式压力传感器是由弹性元件、应变片以及相应的桥路组成的。 ◆ 压阻元件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制成的扩散电阻，当它受外力作用时，其阻值由于电阻率的变化而改变。 ◆ 扩散电阻正常工作需依附弹性元件，常用的是单晶体硅膜片。 ◆ 优点：体积小，结构简单，能直接反映微小的压力变化，动态响应好。 ◆ 缺点：敏感元件易受温度的影响，从而影响压阻系数的大小。 ◆ 压力检测仪表的精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小于仪表的基本误差。 ◆ 被测介质的物理化学性质，如温度高低、粘度大小、脏污程度、腐蚀性，是否易燃易爆、易结晶等。 现场就地指示的压力表一般表面直径为φ100mm，在标准较高或照明条件关差的场合用表面直径为φ200~φ250mm的，盘装压力表直径为φ150mm，或用矩形压力表。 a、要选择被测介质直线流动的管段部分，不可选择管路拐弯、分叉、死角或其它易形成漩涡的地方。 b、测量流动介质压力时，应使取压点与流动方向垂直，清除钻孔毛刺。 c、测量液体压力时，取压点应在管道下部，使导压管不积存气体，测量气体时，取压点应在管道上方，使导压管内不积存液体。 a、导压管粗细合适，内径一般取Ф6～10mm,长度3～50m,以短为宜，以减小滞后 b、被测介质易冷凝或冻结时，必须加伴热管 c、取压口到压力表之间应装切断阀，靠近取压口 d、对水平敷设的引压导管应有3％～5％的坡度 3. 压力、压差计的安装 2. 仪表精度的选择 3.4 活塞式压力计及压力计的校验和使用 ◆ 以经济、实惠的原则确定仪表的精度级。 ◆ 工业用压力仪表的精度通常在0.5级以下。一般工业用压力表1.5级或2.5级已足够,科研或精密测量用0.5级或更高等级的精密压力计或标准压力表。 3.4 活塞式压力计及压力计的校验和使用 3. 仪表类型的选择 通常需要考虑以下因素： ◆ 生产过程对压力测量的要求，如被测压力范围、精确度以及是否需要远传、记录或上下限报警等。 ◆ 现场环境条件，如高温、腐蚀、潮温、振动、电磁场等。 4. 压力表外形尺寸的选择 3.4 活塞式压力计及压力计的校验和使用 例 若选用弹簧管压力表来测量某设备内的压力，已知被测压力为（0.7~1） ? 106Pa，要求测量的绝