3压力检测仪表PPT.pptVIP

3 压力检测仪表;压力是重要的工业参数之一，正确测量和控制压力对保证生产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。压力及差压的测量还广泛地应用在流量和液位的测量中。 ;内容安排： ;3.1 概述;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。 1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa 1mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa 1atm = 1.01325×105Pa 1bar=105Pa 1PSI=6.89×103Pa;3.1.3 压力检测方法;3.2 液柱式压力计 ;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。; U形管压力计; 单管压力计; 因 则 故 由于 Dd，所以 P =ρgh2 ;斜管微压计;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。 这种倾斜管液柱式压力计可以测量到0.98Pa的微压。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。 ; 液柱式压力计的测量误差及其修正;3.3 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。目前广泛使用的弹性元件有弹簧管、波纹管和膜片等。 ; 弹簧管的横截面呈非圆形（椭圆形或扁形），弯成圆弧形的空心管子，如图所示。管子的一端为封闭，作为位移输出端，另一端为开口，为被测压力输入端。当开口端通入被测压力后，非圆横截面在压力p作用下将趋向圆形，并使弹簧管有伸直的趋势而产生力矩，其结果使弹簧管的自由端由B移至B′，而产生位移，输入压力越大，位移越大。 ;弹簧管压力表： 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;3.4.1 霍尔式压力传感器; ;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;3.4.3 电容式压力传感器;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基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。;作用:(1)变送：将被测参数成 比例转换成标准统一 信号，并能将信号一 定距离远传。 (2)可调量程：同一参数 的不同范围转换为成比 例的统一信号。 ;测压原理:是利用转换元件将压力变化转换成电容变化，再通过检测电容的方法来测量压力的。 特点：结构简单（小型化、轻量化）、性能稳定、可靠，具有较高的精度。; 差动平板电容器共有三个极板，其中中间一个电极板为活动电极板，两端为固定电极板。电容器在初始状态下，活动极板正好位于两固定电极板的中间，如图 (a)所示。此时上下两个电容容量完全相等，其差值为零。而每个电容的容量为;感压膜片;电容式压力传感器;结论：; 扩散硅压力变送器属应变式压力变送器。它是基于电阻应变原理测量压力的。当电阻体在外力作用下，产生机械变形时，其电阻值也将随之发生变化。这种现象称之为电阻应变效应。通过对电阻变化量的检测，即可得知其受力情况。 扩散硅压力变送器检测部件的原理结构如图 (a)所示。它的感压元件叫做扩散硅应变片。其电阻布置如图(b)所示、杯内腔承受被测压力p，杯的外侧为大气压力。如用来测量差压，则分别接 p1及p2。; 硅杯设计时，取R1=R2=R3=R4=R ，所以此时桥路平衡时，当压力为零时，桥路输出为U=0当外界有压力时，由于四个电阻的位置经过精确选择，使得电阻变化量相等，即： △R1=△R2=△R3=△R4=△R 这时桥路失去平衡输出电压信号为：;3.5.3 智能型压力变送器 ;① 测量精度高; ② 具有较宽的零点迁移范围和较大的量程比；其量 程范围