第二章 压力检测仪表.ppt

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 2.2.1弹性元件 2.2.2弹簧管压力表 1．弹簧管测压原理 2．弹簧管的结构和材料 3．弹簧管压力表的组成原理 4. 弹簧管压力表的形式 2.2.3电接点压力表 2.3 霍尔式压力计 2.4 电感式压力计 2.4.1 差动变差器 2.4.2电感式压力传感器 1、膜盒电感式远传微压力计 2、电感式差压传感器 2.5 应变式压力计 2.5.1 应变效应 2、半导体应变片 2.5.3 应变电阻测量桥路 2.5.4 应变片式压力传感器 2、应变筒式压力传感器 2.5.5 压阻式压力传感器 1．工作原理与结构 2．扩散硅压阻式压力变送器 2.6 压电式压力计 2.6.1 压电效应与压电材料 2.6.2 压电传感器的测量电路 2．膜片式压电压力传感器 2.7 电动力平衡式差压变送器 2.7.1 结构组成 2.7.2 工作原理 2.8 电容式差压变送器 2.8.1 结构原理 1、检测部分 2、转换部分 2.9 智能压变送器 2.9.1 组成 2.9.3 典型产品简介 1．ST-3000智能差压（压力）变送器 2．3051C差压变送器 2.10 压力计的选择、校验与安装 2.10.1 压力计的选择 1．压力计类型的选择 3．压力计精度的选取 2.测量部分 （3）位移检测放大器 δ-—I0 放大 振荡器输出电压uAB随检测片与磁芯间隙而变。当δ-减小时，uCD增大， uAB随之增大。经VD4整流、R8-9、C5滤波、VT2、VT3功放，转换为4～20mA电流I0输出。 （4）电磁反馈装置 I0通入反馈线圈，在永久磁铁的磁场中,会受到一个电磁反馈力的作用 式中 B——永久磁铁中的磁感强度； D——反馈线圈的直径； n——反馈线圈的匝数； Kf——系数，Kf =nπDB。 反馈力作用于副杠杆上，产生反馈力矩Mf以便和测量部分在副杠杆上产生的测量力矩Mi相平衡。 解出 , 由于KP为常数，所以输出电流I0和被测压差ΔP成线性关系。i0是由调零弹簧确定的零点电流，ΔP = 0时，i0=4mA。 组成：由检测部分和转换部分组成。 图2.34 电容式差压变送器 1—差动电容膜盒；2-低压室压盖3—低压侧导压孔；4—连接螺栓；5-“O”型密封圈； 6—高压室压盖；7—高压侧导压口；8—排气螺钉；9—电容膜盒联结头；10-引线；11-中心壳座；12-前壳盖；13-表玻璃；14-显示表头；15、17-电路板；16-出线孔；18-后壳盖 结构：检测部分的核心是差动电容膜盒。基座8内嵌一对柱形绝缘玻璃体3，其球冠形表面镀金形成电容的固定电极。中间夹一测量膜片2，作为电容的可动电极板。基座两边分别焊接隔离膜片6将基座密封，内充工作液（硅油）。 图2.36 差动电容膜盒 1—固定极板（镀金薄膜）；2-测量膜片（可动极板）；3—绝缘玻璃体；4—硅油；5-焊接密封； 6—隔离膜片；7—引线；8-基座 原理：测量膜片和两边固定电极分别形成电容CH和CL。压力P1、P2通过隔离膜片、硅油传递到测量膜片上。使测量膜片向低压测凸起。从而使高压侧电容极板间距增大，电容CH减小，低压侧电容极板间距减小，电容CL增大。这一电容量变化经引出线送往传送部分放大，转换为4～20mA DC信号输出。由于膜片位移量很小，可近似认为 式中 r0-——膜片半径； σ——膜片张力； Kl――比例系数 图2.38 电容式差压变送器的结构方框图 式中 ω 一振荡角频率；e一振荡器激励电压。 当被侧压差增加，使CH减小、CL增加时，i2减小、i1增加。经解调器相敏整流后输出两个电流信号，一个是Ii=i2 -i1为差动信号，另一个是Icm=I2+I1为共模信号。 Ii与被侧差压成正比，经电流放大器放大成4～20mA DC输出。 Icm通过标准电阻产生的电压，与基准电压比较，以反馈控制振荡器的供电电压，使得Icm保持不变，可以消除振荡器电源电压波动造成的干扰。 差动电容由高频振荡器供电，两个电容量变化，被转换为电流变化。 图2.39 电容电流转换电路 （1）高频振荡器 作用是向CL、CH提供高频交流电压。振荡幅度e 大小取决于电源电压，由控制放大器IC1控制。 （2）解调器 在高频信号的正、负半周，VD2-VD3、VD1-VD4分别导通，分别对电容CL、CH充电或放电。通过R0的充放电电流i2、i1方向相反，相当于得到差动测量信号Ii=i2-i1，送到电流放大器IC3。通过R6～R9的充放电电流i2、i1方向相同，相当于得到共模信号Icm=i2+i1，送振荡控制放大器IC1。 （3）振荡控制放大器 其输入电压等