压力检测仪表.pdf

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1、精品文档第三章压力检测仪表压力是工业生产过程中重要工艺参数之一。许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行，才能取得预期的效果；压力的监控也是安全生产的保证。压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。压力测量仪表还广泛地应用于流量和液位测量方面。1．压力概念和单位压力概念：在工程上，“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力，通常用P表示，对应于物理学中的压强。单位：国际标准单位为帕斯卡，简称为帕，符号为Pa，加上词头又有千帕、兆帕等，我国规定帕斯卡为压力的法定单位。目前，工程技术中仍常用的单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。在工程上，压力有几

2、种不同的表示方法，并且有相应的测量仪表。(1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部压力称为绝对压力。用来测量绝对压力的仪表，称为绝对压力表。(2)大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力，称为大气压力。它随地理纬度、海拔高度及气象条件而变化，其值用气压计测定。(3)表压力通常压力测量仪表是处于大气之中，则其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差，称为表压力。一般地说，常用的压力测量仪表测得的压力值均是表压力。(4)真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值(负压力)，其绝对值称为真空度，用来测量真空度的仪表称为真空表。(5)差压设备中两处的压力之差简称为差压。生产过程中有时直接

3、以差压作为工艺参数，差压测量还可作为流量和物位测量的间接手段。压力检测的主要方法及分类：根据不同工作原理，主要的压力检测方法及分类有如下几种。（1）重力平衡方法1欢迎下载。精品文档液柱式压力计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，将被测压力转换为液柱高度来测量，其典型仪表是U形管压力计。这类压力计的特点是结构简单、读数直观、价格低廉，但—般为就地测量，信号不能远传；可以测量压力、负压和压差；适合于低压测量，测量上限不超过0.1～0.2Mpa；精确度通常为0.02%～±0.15%。高精度的液柱式压力计可用作基准器。负荷式压力计基于重力平衡原理。其主要型式为

4、活塞式压力计。被测压力与活塞以及加于活塞上的砝码的重量相平衡，将被测压力转换为平衡重物的重量来测量。这类压力计测量范围宽、精确度高(可达±0.01%、性能稳定可靠，可以测正压、负压和绝对压力，多用作压力校验仪表。单活塞压力计测量范围达0.04～2500MPa，此外还有测量低压和微压的其他类型的负荷式压力计。(2)机械力平衡方法这种方法是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，通过测量平衡时的外力可以测知被测压力。力平衡式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。这种类型的压力、差压变送器在电动组合仪表和气动组合仪表系列中有较多应用。(3)弹性力平衡方法此种方法利用弹性元件的

5、弹性变形特性进行测量。被测压力使测压弹性元件产生变形，因弹性变形而产生的弹性力与被测压力相平衡，测量弹性元件的变形大小可知被测压力。此类压力计有多种类型，可以测量压力、负压、绝对压力和压差，其应用最为广泛。(4)物性测量方法基于在压力的作用下，测压元件的某些物理特性发生变化的原理。电测式压力计利用测压元件的压阻、压电等特性或其他物理特性，将被测压力直接转换为各种电量来测量。多种电测式类型的压力传感器，可以适用于不同的测量场合。其他新型压力计如集成式压力计、光纤压力计等。2．液柱式压力计最早使用的一种压力计。简单、可靠、精度比较高、价格低廉。历史上曾是准确测量压力的唯一仪器。虽然现在

6、已出现一系列新型仪表。实际上此种压力计还在使用，有时还用来检验其它型式的仪表。液柱式压力计3．弹性式压力计弹性压力计利用弹性元件受压变形的原理。弹性元件在弹性限度内受压变形，其变形大小与外力成比例，外作用力取消后，元件将恢复原有形状。利用变形与外力的关系，对弹性元件的变形大小进行测量，可以求得被测压力。2欢迎下载。精品文档弹性压力计的组成一般包括弹性元件、变换放大机构、指示机构和调整机构等几个主要环节。弹性元件是仪表的核心部分，其作用是感受压力并产生弹性变形，弹性元件采用何种形式要根据测量要求选择和设计；变换放大机构作用是将弹性元件的变形进行变换和放大；指示机构如指针与刻度标尺，用

7、于给出压力示值；调整机构是用于调整仪表的零点和量程。弹性元件主要有以下几种形式。(1)弹性膜片这是一种外缘固定的片状弹性元件，膜片的弹性特性一般由中心位移与压力的关系表示。按剖面形状及特性，弹性膜片又分为平膜片、波纹膜片和挠性膜片。平膜片的使用位移很小，弹性特性有良好的线性关系。波纹膜片是压有环状同心波纹的圆膜片，波纹的形状有正弦形、锯齿形、梯形等。其位移与压力的关系，由波纹的形状、深度和波纹数确定。为了测量微小压力，还可以制成膜盒，以增大膜片位移。挠性膜片仅作为隔离