自动检测技术与仪表控制系统-压力检测.ppt

《自动检测技术与仪表控制系统-压力检测.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、5.压力检测压力（压强）是物体对单位面积上的垂直作用力。是工业生产过程中重要的工艺参数之一，对冶金、石油、电力、食品等各部门均很重要。如冶金工业中冶炼炉、加热炉的炉膛压力的测量和控制对节约能源、安全生产有意义。另外其他过程参数如液位和流量的测量也可以通过测量压力或压力差而间接测出。压力单位及压力检测方法--重力平衡法、机械力平衡法、弹性力平衡法和物位测量法常用的压力检测仪表--弹性压力计、力平衡式压力计和压力传感器测压仪表的使用和压力检测系统一、压力的单位定义垂直均匀地作用于单位面积上的力，通常用p来表示。单位在国际单位制中为“帕斯卡

2、”简称“帕”，符号为Pa，定义为1Pa=1N/m2。还有“千帕”、“兆帕”等。我国规定帕斯卡为压力的法定单位，目前仍在使用的压力单位还有工程大气压、物理大气压、巴、标准大气压、毫米汞柱、毫米水柱等。P67表5-1给出了各压力单位之间的换算关系。标准大气压：0℃时，水银密度为13.5951g/cm3,在标准重力加速度980.665cm/s2下，高760mm水银柱对底面的压力。工程大气压：每平方厘米面积上垂直作用1公斤力的压力。5.1.压力单位及压力检测方法为了不同场合使用方便，有相应的测量仪表绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全压力，

3、用符号pi表示。用绝对压力表测量。大气压力由于地球表面空气重量形成的压力，随地理纬度、海拔高度及气象条件而变化，用气压计测定，用符号pd表示。表压力为绝对压力和大气压力之差，用符号pb表示。即：pb=pi-pd常用的压力测量仪表测得的压力值，一般都是此。真空度绝对压力小于大气压力表压力为负值时的其绝对值，用符号pz表示。即：pz=pd–pi用真空表测量。差压设备中两处的压力之差称为差压。二、压力的几种表示方法根据工作原理的不同而进行分类：1.重力平衡法液柱式压力计原理是基于液体静力学原理-被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，

4、将被测压力转换为液柱高度来测量，如U形管压力计。特点是测压范围小于0.1~0.2MPa的压力、差压和负压；精度高，有时用作标准仪器；结构简单，价格低，不易远传；填充液常为水银，有毒，且玻璃管易碎。负荷式压力计原理是基于重力平衡原理。活塞式压力计。将被测压力转换为平衡重物的重量来测量。特点是测量范围宽（0.04~2500MPa）、精度高、性能稳定可靠，多用作校验仪表。三、压力检测的主要方法及分类2.机械力平衡法原理：将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量外力得到被测压力。特点：可达较高的精度，但是结构复杂。多用于

5、电动和气动组合仪表中。3.弹性力平衡法原理：利用弹性元件的弹性变形特性进行测量，弹性力与被测压力相平衡，测变形就可知压力。特点：类型多，可测压力、负压、绝对压力和压差，应用最广泛。4.物性测量法原理：在压力作用下，测压元件的某些物理特性会发生变化。分类：电测式压力计（利用压阻、压电或其它物理特性将压力转换为各种电量）和其它新型压力计（集成式压力计和光纤压力计）弹性压力计—弹簧管压力计、电位器式压力变送器、霍尔式压力变送器力平衡式压力计（后面介绍）压力传感器-应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力传感器、振频式压力传感器、压电式

6、压力传感器和集成压力传感器5.2.常用压力检测仪表感受压力，产生变形（核心部分）调整仪表的零点和量程利用弹性元件受压变形的原理。弹性压力计的组成一般包括几个主要环节，如图5-2所示。给出压力示值是指针或刻度尺一、弹性压力计1.测压弹性元件弹性膜片外缘固定的片状的弹性膜片，其弹性特性是中心位移与压力的关系。分为平膜片、波纹膜片和挠性膜片，各有其特点。波纹管壁面有多个同心环状波纹，一端封闭，开口端固定，封闭端位移与压力成正比。弹簧管圆弧状，轴截面为扁圆形或椭圆形，一端封闭且处于自由状态，自由端位移与压力有关。详见P71.表5-2。材料铜合

7、金、弹性合金、不锈钢及半导体硅材料2.弹簧管压力计是最常用的直读式测压仪表（还有波纹管差压计和膜盒式压力计）结构如图5-3所示特点结构简单，使用方便，价格低廉，测压范围宽（-105~109Pa），精确度可高达到±0.1%，应用广泛。3.波纹管差压计4.弹性测压计信号的远传方式弹性测压计可以在现场指示，但是更多情况下要求信号远传至控制室。将测压点取出的压力信号，通过长距离导压信号管，将信号传到很远的压力表上去的远传方式实际上不可能应用，远传多采用电远传方式，即在测压点附近的压力敏感件上面，附带有将位移变换为输出电信号的装置，通过电信号的

8、传输，将压力指示和记录下来。常用的转换方式有电位器式、霍尔元件式、电感式、差动变压器式。原理：将弹性元件的输出位移变为电位器滑动触点的位移，故被测压力的变化就转换成了电位器阻值的变化。将电位器与其它电阻组成一个电桥，当电