压力检测及仪表1

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1、第二节压力检测及仪表一、压力单位及测压仪表1.压力:指均匀垂直地作用在单位面积上的力。2.几种压力表示法在压力测量中,常有表压.绝对压力.负压或真空度。绝对零压线绝对压力P绝大气压P0表压P表真空度P真绝对压力P绝单位(SI):帕斯卡,简称帕(Pa)。1Pa=1N/m21MPa=1X106Pa真空度(负压):当被测压力低于大气压力时,大气压力和绝对压力之差,即P真空度=P大气压力-P绝对压力表压:是绝对压力和大气压力之差,即P表压=P绝对压力-P大气压力液柱式压力计:根据流体静力学原理,将被测压力转换成液柱高度

2、进行测量。结构简单,使用方便,但精度低,测量范围窄。弹性式压力计:将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。弹簧管压力计。电气式压力计:通过机械和电气元件将被测压力转换成电量来测量的仪表。压力变送器。活塞式压力计:根据水压机液体传送压力原理,将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。3.压力计的分类（按信号转换原理不同）1.定义:在被测压力的作用下,利用各种形式的弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。2.特点:结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固可靠、价格低廉、测量范围宽、有足够的精度

3、、应用广泛。3.测量范围:几百帕到数千兆帕。二、弹性式压力计是截面呈椭圆形或扁圆形的中空金属管,当通入压力p后,它的自由端就会产生位移。4.弹性元件（根据测压范围的不同）(1).弹簧管式弹性元件(单圈和多圈的)适合测高、中、低压。(2).薄膜式弹性元件4.弹性元件（根据测压范围的不同）适合测中、低压。由具有弹性的金属或非金属片构成,在压力作用下能产生变形。膜片膜盒硅油(3).波纹管式弹性元件:外部存在波纹的弹性金属片构成金属筒体。易于变形,且位移很大。4.弹性元件（根据测压范围的不同）适合测微压和低压(不超过1

4、MPa)。5.弹簧管压力表(1).结构1—弹簧管;2—拉杆;3—扇形齿轮;5--指针;4—中心齿轮;6—面板;7—游丝;8—调节螺钉;9—接头。应用广范,品种繁多。可分单圈和多圈;按用途分普通压力表、耐腐蚀的氨用压力表、禁油的氧气压力表。它们外形和结构相同,只是所用材料不同。5.弹簧管压力表(2).工作原理(单圈弹簧管)弹簧管1是测量元件,是一根弯成270°的椭圆截面的空心金属管。管子的自由端B封闭,另一端固定在接头9上。工作原理:当通入压力p后,椭圆形截面在p作用下将趋于圆形,使自由端B产生位移,且与p的大小

5、成正比(具有线性刻度)。所以只要测得B点的位移量,就能反映压力p的大小。p5.弹簧管压力表(2).工作原理放大过程:自由端B的位移通过拉杆2使扇形齿轮3作逆时针偏转,指针5通过同轴的中心齿轮4的带动作顺时针偏转,在面板6的刻度标尺上显示出被测压力p的数值。由于B的位移与p的大小成正比,则刻度标尺是线性的。p游丝7用来克服因扇形齿轮与中心齿轮间的传动间隙而产生的仪表变差。改变调节螺钉8的位置,可调整仪表的量程。(3).弹簧管材料的选择当P≥19.6MPa时,选用合金钢或不锈钢的材料。当P<19.6MPa时,选用磷

6、青铜或黄铜的材料。所测流体种类不同,所用弹簧管材料不同。5.弹簧管压力表弹簧管压力表的型号命名：普通弹簧管压力表上带有报警或控制触点的压力表。当压力偏离给定范围时,及时发出信号,提醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力控制。5.弹簧管压力表(4).电接点信号压力表(1).定义:把压力转换为电信号进行传输及显示的仪表。(2).组成:压力传感器、测量电路和信号处理装置。(3).测量范围:7×10-5Pa---5×102MPa,测量范围广。(4).压力传感器作用:检测压力信号,并转换成电信号输出。输出信号为标准信号时

7、,为压力变送器。标准信号:是指物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。如4-20mADC(0-10mA),0.02-0.1MPa。(5).压力传感器分类:霍尔片式、应变片式、压阻式压力传感器和电容式压力变送器。三、电气式压力计Y1.霍尔片式压力传感器依据:根据霍尔效应,即利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势,从而实现压力的测量。霍尔电势:UH=RHBIRH--霍尔常数,与霍尔片材料、几何形状有关。霍尔片由半导体材料制成的薄片。恒定磁场B外电场(直流稳压电源)霍尔效应:电子逆Y轴运动时,由

8、于受电磁力的作用,使电子运动发生偏移,则一个端面有电子,另一个端面上正电荷过剩,在X轴上出现电位差,称为霍尔电势。这物理现象称为霍尔效应。应用:所测压力不高、压力波动小、信号需要远传的场合。霍尔电势与位移关系:UH=RHBII为定值,B为非均匀霍尔片位置不同,B就不同位移与霍尔电势成正比例。实现位移－电势的线性转换。结构:霍尔元件.磁钢与弹簧管。工作原理:压力→弹性位移→霍尔片移动→霍