自动化技术与仪表 第三章检测仪表 第3.3节 压力检测仪表.ppt

3.检测仪表 基本要求 （2）压力的表示方式 绝对压力 表压力或相对压力 真空度或负压 差压 差压 任意两个压力之差称为差压。 如静压式液位计就是利用测量差压的大小来确定液位的大小。 （3）压力检测的主要方法及压力检测仪表的分类 液体压力计 弹性式压力计 电远传式压力仪表 物性型压力传感器 3.3.2液体压力计 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。 （1）按其结构形式的不同分三类： U形管 单管 斜管 单管压力计 如果在结构上把U型管压力计中的一只管换成大直径的杯，即可构成单管压力计。 结构：如下图，杯径较管径大得多。 原理：同U型管 液柱式测压原理的缺点 （2）液体压力计的误差分析 温度误差 安装误差 重力加速度变化误差 传压介质误差 读数误差 其它影响测量结果的因素： ①充液密度的影响 ②标尺刻度误差 ③毛细管的吸附作用 ④使用的地点及环境温度影响等 （3）液体压力计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 正确选择充液介质 ①测低压充低密度介质（可使h大） ②测高压充高密度介质（否则冒顶） ③要避免充液与被测介质有化学反应 -读数的位置（见右图） 1）眼与液柱面水平 2）水银柱读凸部 3）水读凹部 -应垂直安装，否则引入附加误差 -常用的标尺材料： 玻璃、钢、铜 3.3.3弹性式压力检测仪表 检测原理：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。 （1）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 （2）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. （3）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。 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 3.3.4电远传式压力检测仪表 电远传式压力仪表也是利用弹性元件作为敏感元件，在仪表中增加了转换元件（或装置）和转换电路，将弹性元件的位移转换为电信号输出，实现信号的远传。 1.力平衡式压力变送器 气动压力变送器 电动压力变送器 DDZ-Ⅱ DDZ-Ⅲ 电容式差压变送器 3.其它电远传式压力检测仪表 （1）霍尔压力传感器 它主要有弹簧管、霍尔元件和磁极组成 （3）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。 （4）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。 振膜式压力传感器 振筒式压力传感器 振筒式压力传感器的感压元件是一个薄壁金属圆筒，圆柱筒本身具有一定的固有频率，当筒壁受压张紧后，其刚度发生变化，固有频率相应改变。 振筒式压力传感器的特点 3.3.5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。 物性型压力传感器主要有应变式压力传感器、压阻式压力传感器、压电式压力传感器 （1）应变式压力传感器 组成：弹性元件、应变片以及相应的测量电路。 类型：应变式压力传感器所用弹性元件可根据被测介质和测量范围的不同而采用各种型式，常见有圆膜片、弹性梁、应变筒等。 径向应变 切向应变 径向应力 切向应力 径向应变