压力检测仪表99.ppt

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1、3压力检测仪表压力是重要的工业参数之一，正确测量和控制压力对保证生产工艺过程的安全性和经济性有重要意义。压力及差压的测量还广泛地应用在流量和液位的测量中。内容安排：3.1概述3.2液柱式压力计3.3弹性式压力计3.4压力传感器3.5差压变送器3.6压力仪表的选用3.1概述垂直作用在单位面积上的力称压力。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”。即1N的力垂直均匀作用在1m2的面积上所形成的压力值为1Pa。过去采用的压力单位“工程大气压力”（kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、“

2、毫米水柱”（mmH2O）、“物理大气压”（atm）、“巴”（bar）、“PSI”等均应改成法定计量单位帕。1kgf/cm2=0.9807×105Pa1mmH2O=0.9807×10Pa1mmHg=1.332×102Pa1atm=1.01325×105Pa1bar=105Pa1PSI=6.89×103Pa详见表3-13.1.1压力的概念及单位3.1.2压力表示方式绝对压力PJ大气压力PD表压力PBPB=PJ－PD真空度PZ（负压）PZ＝PD－PJ表压（正压）绝对压力的零线大气压力线绝对压力绝对压力真空度3.1.3压力检测方法1.弹性力平衡

3、法：利用弹性元件受压力作用发生弹性形变而产生的弹性力与被测压力相平衡的原理。将压力转换成位移，测出形变位移的大小就可以测出被测压力。如：弹簧管压力计、波纹管压力计。2.重力平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理测量压力。如：U型管压力计、活塞压力计3.机械力平衡法：将被测压力经变换元件转移成一个集中的力，用外力与之平衡，通过测外力的大小得到被测压力。如：压力变送器。4.电气法：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量的变化。如压电式、应变片式、电容式、光纤式压力计。3.2液柱式压力计利用液柱对液柱底面

4、产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过液柱高度来反映被测压力的大小优点：结构简单，使用方便，有相当高的准确度。缺点：量程受液柱高度的限制，体积大，玻璃管容易损坏及读数不方便采用水银或水为工作液，用U形管或单管进行测量，常用于低压、负压或压力差的检测。被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风道各段压力、通风空调系统各段压力的测量。U形管压力计△P=P1－P2=ρg(h1+h2)提高工作液密度将增加压力的测量范围，但灵敏度要降低。单管压力计由于U形管压力计需两次读取液面高度，为使用方便，设计出一次读取液面高度的单管压力计。因则故由于D>>

5、d，所以P=ρgh2斜管微压计主要用于测量微小压力、负压和压差，它将单管液柱压力计的测量管倾斜放置，这样可以提高灵敏度，减少读数相对误差。倾斜角度越小，l越长，测量灵敏度就越高；但不可太小，否则液柱易冲散，读数较困难，误差增大。这种倾斜管液柱式压力计可以测量到0.98Pa的微压。为了进一步提高微压计的精确度，应选用密度小的酒精作为工作液体。液柱式压力计的测量误差及其修正1.环境温度变化2.重力加速度变化3.毛细管现象3.3弹性式压力计用弹性传感器（又称弹性元件）组成的压力测量仪表称为弹性式压力计。弹性元件受压后产生的形变输出（力或位移）

6、，可以通过传动机构直接带动指针指示压力（或压差），也可以通过某种电气元件组成变送器，实现压力（或压差）信号的远传。它结构简单，价格低廉，现场使用和维修都很方便，又有较宽的压力测量范围，因此在工程中获得了非常广泛的应用。弹性元件在弹性限度内受压后会产生变形，变形大小与被测压力成正比关系。目前广泛使用的弹性元件有弹簧管、波纹管和膜片等。3.3.1弹性元件上图给出了一些常用弹性元件的示意图。其中波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单圈和多圈弹簧管可用于高、中、低压和真空度的测量。弹簧管的横截面呈非圆形（椭圆形或扁形），弯成圆弧形的空心管子，

7、如图所示。管子的一端为封闭，作为位移输出端，另一端为开口，为被测压力输入端。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，并使弹簧管有伸直的趋势而产生力矩，其结果使弹簧管的自由端由B移至B′，而产生位移，输入压力越大，位移越大。3.3.2弹簧管压力表弹簧管压力表：结构简单，使用方便，价格低廉，使用范围广，测量范围宽可测负压、微压、低压、中压和高压精度有0.5、1.0、1.5、2.5等3.4.1霍尔式压力传感器测压原理：利用霍尔片式传感器（根据半导体材料的霍尔效应的原理）实现压力-位移-霍尔电势的转换。霍尔片：是一种半导体或

8、化合物半导体转换元件。霍尔效应：把一块霍尔元件置于均匀磁场中，并使霍尔片与磁感应强度B的方向垂直，在沿着霍尔片的左右两个纵向端面上通入恒定的控制电流I，则会在霍尔片的两个横向端面之间形成电位差VH，此电位差