《第3章 过程测量仪表（指标+压力）》.ppt

第 2 篇 概述 过程自动化装置： 是用于对生产过程中的温度、压力、流量、液位及成份等工艺参数进行自动测量、控制和执行的装置，也是企业实现生产过程自动化必不可少的技术工具。 过程自动化装置分类： 按功能分类：测量仪表、控制仪表、执行仪表 按信号类型分：模拟仪表、数字仪表 按使用能源分类：有气动仪表和电动仪表 灵敏限（分辨率） 指引起仪表输出发生可见变化的最小输入量，相当于一个分度值。 例如：A质量仪表最低能显示1克，B质量仪表最低能显示0.1克，B仪表的分辨率高。 是反映检测仪表灵敏程度的另一指标。 说明了检测仪表响应与分辨输入量微小变化的能力。 ⑤ 仪表基本误差 标准条件下，仪表在全量程范围内输出值误差中绝对值最大者，称为仪表的基本误差。 练习题 一台精度等级为0.5级，量程范围为500℃~1200 ℃的电位差计，它的基本误差是多少？ § 3-3 压力测量仪表 工程技术中所称的“压力”，实质上就是物理学中的“压强”，是指介质垂直均匀作用于单位面积上的力。压力常用字母 p 表示，其表达式为： p = F / S 式中 F , S ― 分别为作用力(N)和作用面积(m2)。 单位： 压力的国际单位为“帕斯卡”，简称“帕”（Pa）。 工程界长期使用许多不同的压力计量单位。如“工程大气压”、“标准大气压”、“毫米汞柱”等。 压力单位转换对照表 工业生产过程中压力测量的三种情况： 1.绝对压力pab 是指物体实际所承受的全部压力。 2.表压力pe 表压力是一个相对压力，它以环境大气压力为参照点。实质上是绝对压力与环境大气压力的差压。 p表压 = p绝对- p大气 在工程实际中，所说的压力通常是指表压，即压力表上的读数. 3.负压（或真空度） pv 在工程中，我们习惯于把绝对压力低于环境大气压力的差压称为负压力。是指真空表上的读数。 p真空 = p大气 - p绝对 2．弹性式压力表 原理：弹性式压力表是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成元件的位移来测量压力的。 常见的有弹簧管压力表、波纹管压力表、膜片（或膜盒）式压力表。 一、弹性式压力表 波纹管 原理：在波纹管中引入压力时，其自由端产生伸缩变形，可以得到较大的线位移，但压力—位移特性的线性不如弹簧管。 膜片：单膜片测压元件主要用于低压的测量，一般使用金属膜片，也有橡胶膜片。 膜片式压力计的优点是：可测微压和粘滞性介质压力。 2、电容式差压变送器：由电容差压传感器和转换单元两大部分组成 硅杯设计时，取R1=R2=R3=R4=R ，当压力为零时，桥路输出为： 四、智能压力变送器 例题 若选用弹簧管压力表来测量某设备内的压力，已知被测压力为（0.7~1）x106Pa，要求测量的绝对误差不得超过0.02X106Pa，试确定该压力表的测量范围及精度等级。 可供选用的测量范围有: 0~0.6x106Pa, 0~1x106Pa, 0~1.6x106Pa, 0~2.5x106Pa 解：由题意知 选择量程为0~1.6x106Pa的仪表，当压力变化时，正处于量程的1/3~2/3。 练习题 1. 采用弹簧管压力表测量某容器的压力，工艺要求其压力为1.2±0.05Mpa，试选择合适的压力表。可供选用的测量范围有: 0~0.6x106Pa, 0~1x106Pa, 0~1.6x106Pa, 0~2.5x106Pa 课程小结 压力测量： 了解各类压力测量的基本工作原理，变送器的构成和传送方式； 重点掌握压力表的量程和精度的选择使用。 电信学院自动化系先进控制技术研究所 一、弹性式压力表 测压原理：是利用弹性元件在被测压力作用下产生弹性变形的原理来度量被测压力的。当弹性元件受压力作用时会产生变形，于是输出位移或力；再把位移或力通过一定的元件转换成电量信号。 弹性元件的特点：构造简单，价格便宜，测压范围宽，被测压力低至几帕，高达数百兆帕都可使用，测量精度也较高，在目前的测压仪表中占有统治地位。 3.3.2 压力检测方法 3.3.2 压力检测方法 单圈弹簧管 原理：其截面一般为扁圆形或椭圆形，管子自由端封闭，作为位移输出端，弹簧管的另一端固定，作为被测压力的输入端，当被测压力从输入端通入后，由于椭圆形截面在压力 p 的作用下将趋于圆形，因而弯成弧形的弹簧管随之产生向外挺直的扩张变形。其自由端就从 B 移到 B’。从而将压力变化转换成位移量，压力越大，位移量越大。 3.3.2 压力检测方法 膜片 3.3.2 压力检测方法 二、电容式压力变送器 1、差动平板电容器的工作原理 差动平板电容器共有三个极板，其中中间一个电极板为活动电极板，两端为固定电极板