压力检测技术及仪表

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1、《过程检测技术及仪表》3压力检测技术及仪表13.1概述3.2液柱式压力计3.3弹性式压力计3.4光纤压力计3.5差压变送器3.6电阻应变式压力计3.7振频式压力计3.8压力检测仪表的选用内容安排：23.1概述压力为均匀而垂直作用于单位面积上的力。表达式为：式中，P——压力；F——作用力；A——作用面积。在国际单位制(SI)和我国法定计量单位中，压力的单位是“帕斯卡”，简称“帕”，符号为“Pa”。3过去采用的压力单位有：“工程大气压”（即kgf/cm2）、“毫米汞柱”（即mmHg）、“毫米水柱”（即mmH2O）、“物理大气压”（即atm）等，均应

2、改为法定计量单位“帕”。压力单位换算表4几种不同的压力表示方法：(1)绝对压力:作用于物体表面积上的全部压力,(2)大气压力:空气柱重量所产生的压力,(3)表压力:绝对压力与大气压力之差；当绝对压力小于大气压力,则表压力为负压,如测炉膛和烟道气体的压力均是负压。(4)差压:任意两个压力之差称为差压。绝对压力、表压、负压(真空度)的关系5原理与应用：以流体静力学原理来测量压力。采用水银或水为工作液,用U型管或单管进行测量,常用于低压、负压或压力差的测量。3.2液柱式压力计图示的U形管内装有一定数量的液体,U形管一侧通压力p1,另一侧通压力p2。当

3、p1=p2时,左右两管的液体高度相等。当p1

4、弹簧管可用于高、中、低压和真空度的测量。9图为利用弹性形变测压原理图。当通入被测压力p时,弹簧被压缩并产生一弹性力与被测压力平衡,弹簧被压缩后产生的弹性位移量Δx与被测压力Δp的关系符合胡克定律,表示为测量压力就变为测量弹性元件的位移量Δx。金属弹性元件都具有不完全弹性，即在所加作用力去除后，弹性元件会表现残余变形、弹性后效和弹性滞后等现象，这将会造成测量误差。弹性元件特性与选用的材料和负载的最大值有关。若要减小这方面的误差，则应注意选用合适的材料，加工成形后进行适当的热处理等。10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,使

5、弹簧管有伸直的趋势而产生力矩,结果使弹簧管的自由端产生位移,改变中心角。中心角的相对变化量与被测压力有如下的函数关系:3.3.2弹簧管压力表11如果a=b，则Δθ=0，这说明具有均匀壁厚的圆形弹簧管不能用作测压敏感元件。对于单圈弹簧管，中心角变化量Δθ比较小，要提高Δθ，可采用多圈弹簧管。12弹簧管压力表被测压力由接头9通入,迫使弹簧管1的自由端产生位移,通过拉杆2使扇形齿轮3作逆时针偏转,于是指针5通过同轴的中心齿轮4的带动而作顺时针偏转,在面板6的刻度标尺上显示出被测压力的数值。1-弹簧管；2-拉杆；3-扇形齿轮；4-中心齿轮；5-指针；6

6、-面板；7-游丝；8-调节螺钉；9-接头13电接点信号压力表1，4—静触点；2—动触点；3—绿灯；5—红灯压力表指针上有动触点2，表盘上另有两根可调节指针，上面分别有静触点1和4。当压力超过上限给定数值时，2和4接触，红色信号灯5的电路被接通，红灯发亮。若压力低到下限给定数值时，2与1接触，接通了绿色信号灯3的电路。1、4的位置可根据需要灵活调节。143.3.3膜盒压力计普通型膜盒压力计原理图1-膜盒；2-连杆；3-绞链块；4-拉杆；5-曲柄；6-转轴；7-平衡片；8-游丝；9-指针；10-刻度盘其压力-位移转换元件是金属膜盒，常用来测量几百至

7、几万帕以下的无腐蚀性气体的正压或负压。被测压力p经导压管引入膜盒1中，使膜盒产生弹性变形位移，此位移经一系列传动后，使指针7作相应的偏转，进而在刻度盘上显示出被测压力的数值。游丝10用以消除传动间隙的影响。因为膜盒产生的弹性变形位移与被测压力成正比，所以该仪表具有线性刻度。膜盒压力表金属膜片金属膜盒153.3.4波纹管压力计可实现信号远传的波纹管压力计波纹管163.3.5压阻式压力计压阻式压力计的压力敏感元件是压阻元件，它是基于压阻效应工作的。所谓压阻元件，实际上就是指在半导体材料的基片上用集成电路工艺制成的扩散电阻，当它受外力作用时，其阻值由

8、于电阻率的变化而改变。扩散电阻正常工作时需依附于弹性元件，常用的是单晶硅膜片。优点：体积小，结构简单，能直接反映微小的压力变化，动态响应好。缺点：敏感