第二章压力检测仪表ppt课件.ppt

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1、第二章压力检测仪表2.1概述2.1.1压力的概念与压力单位1．压力的概念工程上统称介质垂直作用在单位面积上的力为压力。2．压力的单位国际单位制法定单位：帕斯卡（Pa）。常用压力单位换算关系。1MPa=10.1972Kgf/cm21atm=101.325kPa=760mmHg1mmH2O=9.80662Pa（1）绝对压力P：介质的真实压力。（2）表压力：（3）负压力：压力仪表指示的压力均为表压力。3．压力的表示方法2.1.2压力测量仪表的分类（1）液柱式压力计（2）弹性式压力计（3）活塞式压力计（4）电测式压力计2.2.1弹性元件特点：结构简单、价格低廉、使用方便、测量范围宽，附加电气

2、变换、控制装置，可实现压力远传、报警、控制等。弹性元件：压力作用下产生弹性变形，是弹性式压力计的测压敏感元件。常用弹性压力计弹性元件：2.2弹性式压力计（1）弹簧管结构简单，测量范围很广，最高可达109Pa。（2）波纹管刚度小、位移量大，灵敏度高，用来测量较低的压力。（3）膜片膜盒膜片刚度大、位移量小，灵敏度低。弹性元件的材料:有金属（铜基、铁基、镍基、铌基弹性合金合金）、石英、陶瓷和硅材料等。弹性元件的基本特性：刚度：产生单位位移所需要的压力。弹性滞后：是指弹性材料在加载、卸载的正反行程中,相同压力下变形不同,位移曲线是不重合的。弹性后效：是指载荷在停止变化之后，弹性元件在一段时间

3、之内还会继续产生类似蠕动的位移。温度系数：温度改变1度引起的刚度的变化。2.2.2弹簧管压力表1．弹簧管测压原理被测压力p作用于弹簧管内腔后，其截面变形-变园。但是，弹簧管弧长度拉伸变形可以忽略不计，弹簧管微元截面绕管轴心逆时针方向转动。所有弹簧管截面微元变形累积的结果，使整个弹簧管中心角减小，弹簧管产生向外挺直的扩张变形，自由端向右上方位移。图2.3弹簧管的测压原理――弹簧管材料的泊松系数和弹性模量；R——弹簧管圆弧外半径；a、b——弹簧管截面长半轴、短半轴；h――弹簧管的壁厚；k――弹簧管的几何参数，――系数；k――与弹簧管结构、尺寸、材料有关的常数。结论（1）弹簧管变形与弹簧管

4、结构及尺寸有关。（2）弹簧管变形与弹簧管材料性能有关。（3）弹簧管变形与被测压力P成正比。弹簧管的截面形状：有扁圆形、椭圆形、D型、双零形、8字形。弹簧管的材料：磷锡青铜（QSn4-0.3）、弹簧铜（50CrVA）；不锈钢（1Cr18Ni9Ti）或恒弹性合金钢（N42CrTi,Ni42Cr6Ti）。2．弹簧管的结构和材料图2.4常见弹簧管截面形状3．弹簧管压力表的组成原理弹簧管压力表结构：由弹簧管、传动放大机构（包括拉杆、扇形齿轮、中心齿轮等）、指示装置（指针和表盘）以及外壳等几部分组成。图2.5弹簧管压力表结构工作原理：被测压力由接头9通入弹簧管内腔，使弹簧管1产生弹性变形，自由端

5、B向右上方位移。通过拉杆2使扇形齿轮3作逆时针偏转，进而带动中心齿轮4作顺时针偏转，于是固定在中心齿轮上的指针5也作顺时针偏转，从而指出被测压力的数值。由于自由端B的位移量与被测压力之间成正比例关系，因此弹簧管压力表的刻度标尺是均匀的。量程调整：改变调整螺钉8在扇形齿轮的槽孔中位置，以改变传动放大机构的放大倍数，实现压力表量程的调整。变差校正：游丝7始终给中心齿轮施加一个微小的力矩，使中心齿轮和扇形齿轮始终有一侧齿面啮合，以克服齿轮传动啮合间隙而产生的仪表变差。（1）按弹簧管结构分：有单圈弹簧管压力表、多圈弹簧管压力表。（2）按测量精度分：有工业用压力表（0.5级以下）、校验用精密压

6、力表。（3）按其用途分：有耐腐蚀压力表、耐震压力表、隔膜压力表，氧气压力表、氨用压力表等。4.弹簧管压力表的形式图2.6弹簧管压力表的形式(a)径向无边(b)径向后边(c)径向前边(d)轴向无边（e）轴向前边（f）隔膜式压力表公称直径（Φ40、Φ60、Φ100、Φ150、Φ250）。压力计的测量范围：常用的有0～1.0、1.6、2.5、4.0、6.0×10n系列。精度等级：4.0、2.5、1.5、1.0、0.5、 0.4、0.25、0.2、0.1级等。弹簧管压力表的外形：径向、轴向、直接安装式、凸装式、嵌装式。2.2.3电接点压力表作用：压力越限报警、控制。结构：在普通弹簧管压力表上

7、附加触点机构而成。原理：当压力超过上限设定值时，动触点B和静触点A接触，红色信号灯LH的电路被接通，使红灯点亮。若压力低到下限设定值时，动触点B与静触点C接触，绿色信号灯LL的电路接通,绿灯亮，依此警示压力超限。而当压力回到上（下）限以内时，静触点被上（下）限指针1、3挡住，动、静触点脱离接触，信号灯均不亮。图2.7电接点信号压力表2.3霍尔式压力计组成：由霍尔式压力传感器和显示仪组成。2.3.1霍尔效应图2.8霍耳效应原理霍尔元件：是置于磁场中的一半导体