测控基础压力详解.ppt

变送器是单元组合仪表中不可缺少的基本单元之一。变送器的任务是把各种非电量的工艺参数（如压力、流量、温度、液位等），变换成统一标准信号，然后根据系统的需要，传送到有关单元控制和显示或记录。 变送单元根据被测参数的不同，可分为压力变送器、差压变送器、液位变送器和温度变送器等。 根据能源来分，有气动变送器和电动变送器，下面我们先介绍气动变送器。 （一）气动仪表基本元部件 气动仪表中常遇到的元件及组件： 1．气阻：在气动单元组合仪表中，如同电子线路中“电阻”的作用一样，气阻在气动管路中起着压力降和改变气体流量的作用。 气阻按其结构，可分为恒气阻与可调气阻两类。 ①恒气阻：在气动单元组合仪表中称为恒节流孔。即流通截面积不能调整的节流元件，在气路中恒气阻用下列符号表示。 气动仪表基本元部件（续） 恒气阻的结构一般有三种形式，如下图所示。 ②可调气阻：即流通截面积可以调整、气体通过时压力降可以改变的节流元件。 在气路中可调气阻用下列符号表示。 在气动单元组合仪表中是个关键元件。通过它可以整定微分时间、积分时间、比例度和配比值。 气动仪表基本元部件（续） 可调气阻的结构形式很多，常见的结构形式如图所示 气动仪表基本元部件（续） 气阻对空气流动的阻碍程度，一般用气阻R来定量的表示。气阻值的大小等于每增加单位质量流量的气体所需要增加的压力差，即： ? 式中： ΔP — 气阻前后的压降； M — 流过气阻的质量流量； R — 气阻值。 气动仪表基本元部件（续） 2．气容 凡是气体流过时，能储存或放出气体的气室称为气容。气容在气动仪表中起缓冲、防止振荡的作用。 气容在数值上定义：使气室内压力增加或减少单位数值，所需要增加（或减少）的空气量。可表示为 在气动仪表中很少单独使用气容，往往与气阻组成阻容藕荷组件 气动仪表基本元部件（续） 3、节流通室 由一个变气阻、一个气容和一个恒气阻串联而成的组件叫节流通室。如图所示。 在稳定的状态下，单位时间内流过气阻R1的流量M1，应等 于单位时间流过气阻R2的流量M2。 由于 所以 节流通室示意图 气动仪表基本元部件（续） 当P3通大气，即P3（表压）= 0 上式整理可得 式中 可见，当可调气阻R1一定时，即K为定值时，P2随P1成比例变化。改变R1的阻值，就可以改变P1与P2的比例关系。 气动仪表基本元部件（续） 4．喷嘴—挡板机构 喷嘴挡板机构是气动仪表中的气动控制元件，也是最基本的元件之一，一般用下面符号表示。 喷嘴挡板机构是由恒气阻、 气容和喷嘴挡板构成的变气阻 串联而成的节流通室， 其机结构如右图所示 喷嘴后的气容称为喷嘴背压室，室内压力称为喷嘴背压P背，此压力即为喷嘴挡板机构的输出压力。 压缩空气（约0.14MPa）作为气源，经恒气阻进入背压室 后，再由喷嘴挡板间隙排出（一般排入大气）。 气动仪表基本元部件（续） 气流经过恒气阻时，由于恒节流孔孔径很小（一般为0.15～0.3mm），它将对压缩空气的流动造成很大的阻力，只是很少流量的气流通过恒节流孔进入背压室。而背压室中的压力是随喷嘴挡板间的相对位移而变化的。当挡板靠近喷嘴时，气阻增大，背压室内的气体不易排出，则P背上升；反之，挡板离开喷嘴时，气阻减小，由于喷嘴内径（一般为0.8～1.2mm）比恒节流孔径大，所以压缩空气很自由地跑到大气中，则P背下降。因此喷嘴挡板间的距离h不同，就有不同的P背，从而完成了挡板的微小位移转换成气压信号的任务。 气动仪表基本元部件（续） 喷嘴挡板间的距离h与背压室内的压力P背间的关系一般由实验求得。特性曲线如图所示。从特性曲线可以看出，曲线不够陡，也不直，即喷嘴挡板机构的灵敏度与线性均不好。常常只用中间a～b段。在此段，挡板位移h与P背的变化比较符合线性规律，并且斜率也较陡。在此段内各点均有较稳定的放大倍数，机构工作既灵敏又稳定. 与曲线a至b这一段相应的位移hb～ha， 一般只有百分只几毫米。 压力变化范围Pa～Pb只有0.008MPa， 但经放大器放大10倍后， 输出压力在0.02～0.1MPa范围内变化。 气动仪表基本元部件（续） 5．功率放大器 利用喷嘴挡板机构，可以将挡板