《压力测量》PPT课件

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1、学习要求掌握流体稳态压力测量的基本原理、弹性压力计的测压原理，几种压力信号变送方法;电容式压力变送器的特点、结构原理、调整及使用方法，智能型压力变送器。第三章压力测量及仪表3.1压力的概念及单位一、压力的定义1、法向压力而静止流体中某点压力与在该点所取的面方向无关，即某点各方向上的压力相等。(各向同性,静压)单位名称符号与Pa换算关系工程大气压kgf/cm21kgf/cm2=9.81×104Pa毫米汞柱mmHg1mmHg=1.33×102Pa毫米水柱mmH2O1mmH2O=9.81Pa表3-1压力单位换算表二、压力分类1.从测量的角度分：静定压力(稳态压力)、变动压力

2、、脉动压力2.按测量的方法分：绝对压力(abs)，表压力(G),差压力3.按信号转换原理分1．液柱式压力测量:根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度差进行测量。一般常用仪器是充有水或水银等液体的玻璃U形管或单管等。2．弹性式压力测量:根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成弹性元件的位移或力进行测量。常用的弹性元件有弹簧管、弹性膜片、弹性膜盒和波纹管等。3．电气式压力测量:利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电参量进行测量，例如电阻、电容、电流及电压等。4．活塞式压力测量:根据液压机械中液体传递压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的重力进行测量

3、。它被普遍用作标准仪器对其它压力测量仪表进行检定，例如压力校验台等。3.2.液柱式压力计一、液柱式压力计应用流体静力学知识，通过液柱高与压力的关系设计而成，基本原理比较简单。单管式压力计问题：与直管式比较，斜管式微压计的优点是什么？零平衡微压计（补偿微压计）图3-5零平衡微压计结构示意图量程有0~120，0~150，0~250mmH2O三种，基本精度为±0.12mmH2O，若是标准压力计，基本精度为±0.06mmH2O。3.3弹性式压力计利用材料在弹性范围内变形与外力为线性关系的原理，制成不同形式及满足不同要求的压力计。一、弹性元件弹性膜片（膜盒）波纹管μ、Ｅ——弹簧

4、管的泊松系数和弹性模量h——弹簧管的壁厚Ｋ——弹簧管的几何参数Ｒh／a2α、β——与a和b有关的参数弹簧管二、常用弹性式压力计1．膜片式压力计可用于测量对铜和钢及其合金有腐蚀作用或粘度较大介质的压力或真空度（采用不锈钢膜片）。若采用敞开式法兰结构或隔膜式结构，可用于测量高粘度、易结晶或高温介质的压力或真空度。膜片式压力计的测量范围一般为0~5.88×106Pa，精度为2.5级。2、膜盒式压力计膜盒压力表的弹性感压元件为膜盒，适用于测量空气或其他无腐蚀性气体的微压或负压。例如电厂锅炉风烟系统中风、烟压力测量及锅炉炉膛负压等参数的测量。膜盒式压力计的测量范围为150~40

5、000Pa，精度一般为2.5级，较高的可达1.5级。3．波纹管压力计双波纹管差压表就是一种机械位移变换就地显示压差的波纹管压力计，它主要作为流量和水位等测量的中间变换或显示仪表。由于波纹管在轴向容易变形，所以灵敏度较高，在测量低压时它比弹簧管和膜片灵敏得多。其缺点是迟滞值太大4．弹簧管压力计弹簧管压力计主要由感压元件弹簧管、齿轮机械传动放大机构、指针标尺等部分构成，弹簧管压力计分为普通型压力计、精密压力计、密封型压力计、充油型压力计、差压计、双针型压力计等。5、电接点压力计电接点压力计测量工作原理和弹簧压力计相同。报警信号可以显示、连接继电器联锁，但不能远距离传送。3

6、.4电气式压力测量电气式压力测量是利用压力敏感元件将被测压力信号直接转换成各种电参数量的测量方法，在集中测量、自动控制等自动化场合得到广泛应用。电气式压力测量方法有电位器式、应变式、电感式、电容式、压电式、压阻式、压磁式、霍尔效应式、振弦式、光纤式。3.4.1电位器式压力测量电位器式压力测量的原理是把被测压力信号转换成电位器电阻变化，通过测量电阻值达到测量压力目的的一种测量技术。适用于压力变化比较大的场合。电位器式压力传感器在测量过程中，弹性元件的形变端与电位器的滑动触点刚性相连，弹性元件承受压力，产生形变，从而带动滑动触点移动，把弹性元件的输出位移转换成电位器滑动触

7、点的位移，从而把被测压力的变化变换成电位器电阻值的变化。通过测量电位器电阻值的变化，就可以得知被测压力的大小。对于电位器电阻值的测量，常采用不平衡电桥测量法或恒流源测量法一.应变式压力传感器1、基本思路压力作用电阻材料与受力材料同时变形电阻阻值变化电桥失衡比较得压力值输出电压变化关键在于:材料变形与压力的关系3.4.2应变式压力测量电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化。2、基本原理：应变片应用电桥电路，将微小的电阻变化转换为电压或电流的变化，通过放大进