化工仪表。第二讲ppt课件.ppt

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1、活塞式压力校准系统的结构a、b、c—切断阀；d—进油阀1—测量活塞2—砝码3—活塞筒4—螺旋压力发生器5—工作液6—压力表7—手轮8—丝杠9—工作活塞10—油杯11—进油阀液柱式压力计弹簧管受力分析第二节压力检测及仪表三、电气式压力计能将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。组成：传感器、测量线路、信号处理装置等。压力（P）-电量（E），可以远距离传送。显示电源测量线路传感器压力变送器：将传感器的输出电量转换为标准电量（4-20mA）。电气式压力计的分类：传感器：霍尔片式、应变片式、压阻式变送器：力平衡式、电容式压力变送器（一）霍尔片式压力传感器将压力引起的弹性元件位移，转

2、换成霍尔电势UH。1.工作原理:霍尔效应霍尔元件:霍尔片，半导体材料，如锗、形状如指甲盖大小、硬币厚度。ZXYBI霍尔片UHUH=RH‧B‧I;RH－霍尔常数(与霍尔片的材料和几何尺寸有关)；在Z轴方向，有恒定磁场，B为磁感应强度；在Y轴方向，有恒定电流I通过，则在X轴方向上会出现电位差UH(洛伦兹力)；由此可见：在I、RH为定值时，UH和B成正比。注意：导体的UH远远小于半导体的UH(a)电位器式(b)霍尔元件式弹性压力计信号电远传方式假设I保持一致，RH也选定后，那么将霍尔片置于一个非线性均匀磁场中（所在位置不同，B也不同），当霍尔片放在中心位置时，移动霍尔片，使通过霍尔

3、片的发生变化，同时UH的输出也发生相应线性变化。霍尔片式压力传感器：（霍尔元件与弹簧管自由端相连，如图所示）如果在固定端输入压力P，自由端带动霍尔片在一个线性非均匀磁场中产生位移S。S和B是线性关系，以次类推：B和UH，P和S，则得出被测压力P与霍尔电势UH成正比。（一）霍尔片式压力传感器（二）应变片式压力传感器金属导线的电阻R＝ρ•（L／A)、ρ－电导率、L－长度、A－截面积；当应变筒上侧固定，下侧受到向下的“拉力”作用时：r1，随应变筒轴向拉长，而阻值增大；r2，随应变筒径向缩小，而阻值减小；压力P－△P－△r－Uab；（二）应变片式压力传感器将这两个随压力变化，阻值呈反

4、向（线性）变化的电阻引入桥路中，电桥测量臂（ba，cd）（如图所示）：桥路平衡时，r2•R3＝r1•R4Uab＝0；（R3＝R4参比电阻初始时r1＝r2）桥路不平衡时，Uab是r1，r2阻值变化的单值函数，在一定范围内近似线性。仪表特点：固有频率高，动态特性好，可测瞬变压力。（三）压阻式压力传感器在一个直径5mm单晶硅片上扩散4个半导体电阻，且引入桥路中的测量臂（如图所示），测取不平衡电压的输出：A、D垂直，B、C水平（纵向应变）；仪表特点：a－恒流源供电；b－差动放大（输入△U）；c－负载接线端子。当单晶硅片受到垂直作用压力P时，RA，RD型同时减少，RB，RC同时增大

5、。将被测压力引入后，通过膜片转化为Fi，作用与主杠杆下端，则主杠杆有向右偏转趋势，带动矢量机构，将力传递到副杠杆，副杠杆逆时针偏转，带动另一端衔铁上移，改变差动变压器的输出，通过放大，流过反馈动圈，产生反馈力使副杠杆平衡。P／A＝Fi；A－膜片面积；主杠杆：Fi·L1＝F1·L2；副杠杆：F2·L3＝F0·L4由此可知，被测压力与反馈力成正比，及与电流I成正比。典型的自平衡检测仪表（负反馈的工作原理）。（四）力矩平衡式压力变送器（五）电容式压力变送器开环检测仪表（压力的变化△P转换为电容的变化△C）主要测量差压，引入压力P1，P2，作用与两侧膜片（且两侧膜片面积相等）内侧注入

6、硅油（传导力），△P＝P1－P2；推动中间的测量膜片位置变化，这样会改变电容极板间的距离，电容量也随之变化△C1，△C2。由引线接入测量电路，检测与放大，输出直流信号（4～20mA）特点：密封性好，抗震，精度高（0.2级）。四、压力仪表的选用（一）选类型（根据测压要求）1一般要求工业上是否要：A远传变送－电气式“如前所述”B自动记录－加记录仪“关键岗位”C信号报警－电接点式“高压锅”（一）选类型（根据测压要求）2特殊要求介质及环境是否有：A腐蚀性（蒸汽蓝、氨黄、普通黑）B高温（不宜电气式）C易燃易爆（防爆型）D电磁场（加隔离屏蔽保护）E振动（加液阻尼）F现场安装条件（墙挂式，

7、盘装式）四、压力仪表的选用（二）选量程（根据压力变化及其范围）被测压力变化：平缓时上限值＝工作压力上限×1.5剧烈时上限值＝工作压力上限×2.0高压时上限值＝工作压力上限×（5／3）根据计算值，就近，靠系列；查阅产品手册（取小数点后1位数字）；通常情况下，压力表下限值无需选取，大多从零开始。原则：压力变化范围安排在压力表量程的中间1／3范围内四、压力仪表的选用（三）选精度（根据压力变化及其范围）关于△max的选取：1、工艺直接提出，最大不得超过多少（单位）；2、仅提出：“不得超出正常压力值的百分之几”－