化工仪表第3章1压力检测.ppt

化工仪表及自动化 测量过程与测量误差： 测量值、真值、绝对误差、相对误差 仪表的指标性能： 一、精确度： 量程：测量范围上限值与下限值之差。 允许误差：正常情况下允许的相对百分误差的最大值。 检测仪表的主要性能指标 衡量各种运动惯性的大小，以及能量传递的快慢常采用时间常数T和传递滞后时间（纯滞后时间）τ两个参数表示（这两个参数的含义与上一章中对象数学模型中的时间常数T和纯滞后时间τ的数学含义是一致的）。 它们的存在会降低检测过程的动态性能，其中纯滞后时间τ的不利影响远远超过时间常数T的影响。 工业仪表的分类 1、按仪表使用的能源分类： 气动仪表、电动仪表、液动仪表 液压机构是以液压油为动力源来完成预定运动要求和实现各种机构功能的机构。 气动机构是以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号的机构。 电动机构是将电信号转换成相应的角位移或直线位移去操纵阀门、挡板等控制机构以实现自动控制。 工业仪表的分类 2、按信息的获得、传递、反映和处理的过程分： ①信息获取的工具，即传感器、变送器、检测仪表。 ② 信息显示的工具，即指示仪表、记录仪表、报警器、信号器、打印机、屏幕显示器等。 ③ 信息传送的工具，即信号输入输出装置、遥测遥信遥控装置、数据通信装置等。 ④ 信息处理的工具，即调节器、运算器、顺序控制器、批量控制器、工业控制计算机等。 ⑤信息执行的工具，即电磁阀、气动阀、液动阀、各种电动、气动、液动执行机构等。 3、根据工作原理的不同分 自动化仪表发展趋势 逐步实现全数字式的、开放式的控制网络； 控制目标由实现过程工艺参数的稳定运行发展为以最优质量为指标的最优控制； 控制方法由模拟的反馈控制发展为数字式的开环预测控制；由传统的手动定值调节器、PID调节器以及各种顺序控制装置，发展为以微型机构成的数字调节器和自适应调节器； 智能控制的技术将得到广泛的应用，例如专家系统、神经网络、模糊控制等； 人机界面更友好更完善。 第二节 压力检测及仪表 压力单位及测压仪表 弹性式压力计 弹性元件 弹簧管压力表 电气式压力计 霍尔式片压力床传感器 应变片式压力传感器 压阻式压力传感器 电容式压力传感器 内容提要 智能式变送器 智能变送器的特点 智能变送器的结构原理 压力计的选用及安装 压力计的选用 压力计的安装 概述 第二节 压力检测及仪表 第二节 压力检测及仪表 几个压力概念： 大气压—包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称为“大气压”，符号为B。 绝对压力—直接作用于容器或物体表面的压力，称为“绝对压力”，绝对压力值以绝对真空作为起点，符号为PABS。 表压—用压力表、真空表、U形管等仪器测出来的压力叫“表压力”（又叫相对压力），“表压力”以大气压力为起点，符号为Pg。 第二节 压力检测及仪表 第二节 压力检测及仪表 用U形管进行压力检测，其误差来源主要有： ①温度误差——由使用环境温度的变化引起的测量误差。 它主要包括两个方面： 一是标尺长度随温度的变化; 要求U形管材料的温度系数极小 二是工作液密度随温度的变化。 例如水，当温度从10℃变到20℃时，其密度从999.8kg/m3减小到998.3kg/m3，相对变化量为0.15％。 ②安装误差——当U形管安装不垂直时将会产生安装误差。例如:若倾斜5°，读数误差约0.38％。 第二节 压力检测及仪表 第二节 压力检测及仪表 二 、弹性式压力计 二、 弹性式压力计 二 、弹性式压力计 单圈弹簧管是弯成270度圆弧的空心金属管； 其截面为扁圆形或椭圆形等。 二、 弹性式压力计 基本测量原理 同时，使弹簧管的自由端B产生位移。输入压力p越大，产生的变形也越大。 由于输入压力与弹簧管自由端B的位移成正比，所以只要测得B点的位移量，就能反映压力p的大小。 二、 弹性式压力计 二、 弹性式压力计 三、 电气式压力计 三、 电气式压力计 1.霍尔片式压力传感器 霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。 1879年美国物理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应, 但由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用。 随着半导体技术的发展, 开始用半导体材料制成霍尔元件, 由于它的霍尔效应显著而得到应用和发展。 霍尔传感器广泛用于电磁测量、压力、加速度、振动等方面的测量。 霍尔效应：半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势。 产生的电动势称霍尔电势 半导体薄片称霍尔元件 霍尔效应原理 霍尔电势与导体厚度d成反比： 为了提高霍尔电势值，霍尔元