检测教案，压力检测 《传感器与检测技术项目教程》梁森（授课教案）

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1、传感器与检测技术项目教程授课教案模块四、压力检测授课教案课程名称：检测技术班级：性质：考试课授课人：课题：模块四、压力检测课时安排：4课次编号：5~7教材分析难点变极距电容式传感器特性重点两线制电流输出型仪表的计算教学目的和要求1.了解变极距电容式传感器的工作原理；2.掌握两线制电流输出型仪表的计算；3.熟悉智能仪表的零点迁移原理；4.了解总线制和智能仪表的原理。采用教学方法和实施步骤讲授、课堂互动、分析实训教具：电涡流传感器及接近开关各教学环节和内容一、压力的单位工程技术中的“压力”实际上是指物理学中的

2、压强，用p表示，它等于垂直作用于一定面积A上的力F除以面积A，即垂直并均匀作用在单位面积上的力（4-1）大气压与表压、绝对压力、相对真空度的关系p表=p绝-p大气（4-2）p真空=

3、p绝-p大气

4、（4-3）提问：用绝压传感器测量某容器的压力，读数为90kPa，若测量地大气压为100kPa，根据式（4-3）计算：相对真空度为多少千帕？负压为多少kPa？相对真空度的数值介于0~多少kPa之间？图4-1大气压力、绝对压力、表压、负压、真空度之间的关系图4-6弹簧管电接点式压力表1－指针2－动触点3－低限静触点4

5、－高限静触点5－绿灯6－红灯7－接线盒8－压力接头提问：弹簧管电接点式压力表能否用于有可燃性气体的场合？为什么？12传感器与检测技术项目教程授课教案表4-2常用压力仪表的类型、测量范围和特点压力仪表类型压力测量范围/MPa工作原理特点液柱式＜0.1根据流体静力学原理，液柱所产生的压力与被测压力平衡无源，读数直观，价廉；液柱较长，信号不能远传，封液易与被测介质发生物理和化学反应，玻璃管易破损；多用于实验室，可用于校准其他压力传感器弹性式陶瓷膜片＜50膜盒＜20波纹管＜2弹簧管＜100各种形式的弹性元件在被测

6、介质压力的作用下，产生弹性变形结构简单、寿命长、直观、价廉；机械式弹性压力表不能远传；弹性敏感元件可作为其他电测式传感器的感压元件热传导真空计10-3~10-7根据气体分子热传导与压力有关的物理现象可以测量低压力；标定困难电离真空计10-5~10-10低气压下，气体分子易在高电压下电离，产生的离子电流随压力变化可以测量极低压力；玻璃管易损坏；不适用50Pa以上的压力电容式压力传感器10电容的两个极板距离随压力而变化可以由硅微加工工艺制作微差动电容，准确度高，温度自补偿；大量用于工业压力变送器谐振式硅微结构

7、式压力传感器10硅微加工谐振膜的谐振频率随压力增加而变大，由电磁激励和电磁拾振，或静电激励和电容拾振直接输出频率量，准确度可达0.01%，温度稳定性优于10-6/℃；可用于校验其他压力传感器压阻式压力传感器20硅的压阻效应压力直接作用在扩散硅杯，不需要传压液体；工作温度低于100℃厚膜电阻式陶瓷式压力传感器20硅的压阻效应压力直接作用在陶瓷膜片上，不需要传压液体，过载能力强，采用桥路激光修正，准确度高；工作温度低于120℃项目一电容式压力传感器【项目教学目标】☞知识目标1）熟悉电容式传感器的工作原理。2）

8、熟悉差动变极距电容式传感器的特性。☞技能目标1）掌握压力表的安装。2）掌握压力表的量程计算。任务一认识电容式压力传感器提问：电容式传感器具有哪些优点？①相对变化量可达到200%以上；②能在高温和强辐射等环境中工作；③电容式传感器12传感器与检测技术项目教程授课教案所需的激励源功率小；④动态响应快，能用于动态测量。一、电容式传感器的工作原理及结构形式（4-5）图4-7平行板电容器1－上极板2－下极板3－电力线4－边缘效应图4-8变极距电容式传感器a）结构b）电容与极板距离的关系1－定极板2－动极板（平膜板）

9、3－弹性膜片提问：1.从图4-8可以看出：在极距d越小，灵敏度就越？2.如果极距d很小时，对测量而言，有何缺点？图4-9差动电容式差压传感器a）结构b）外观12传感器与检测技术项目教程授课教案1－高压侧进气口2－低压侧进气口3－过滤片4－空腔5－柔性不锈钢波纹隔离膜片6－导压硅油7－凹形玻璃圆片8－镀金凹形电极（定极板）9－弹性平膜片10－δ腔11－铝合金外壳12－限位波纹盘13－过压力保护悬浮波纹膜片14－公共参考端（地电位）15－螺纹压力接头16－测量转换电路及显示器铝合金盒17－信号电缆提问：从图4

10、-8可以看出：该差动电容式差压传感器的膜片的行程怎样？（4-10）任务二压力表的安装与选型图4-15导压管管路的敷设a）压力表在容器（管道）的下方b）压力表在容器（管道）的上方c）取压口在管道横截面的角度提问：为什么测量气体的压力时，导压管需要从压力容器的上方引出？二、波纹隔离法兰压力传感器简介波纹隔离法兰压力传感器由波纹法兰、传压管（或导压孔）、导压液（填充液）、测量室（δ室）、电子电路等部件组成。提问：什么情况下，必须使用