第2章参数检测技术-压力检测.ppt

压力检测 霍尔效应演示 当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的作用，向内侧偏移，在半导体薄片c、d方向的端面之间建立起霍尔电势。 测量高温蒸气压力时，应装回形冷凝液管或冷凝器，以防止高温蒸气与测压元件直接接触。如下图（a）所示： 测量腐蚀、高粘度、有结晶等介质时，应加装充有中性介质的隔离罐，如下图（b）所示。隔离罐内的隔离液应选择沸点高、凝固点低、化学与物理性能稳定的液体，如甘油、乙醇等。 测量高温、 腐蚀介质压力表安装示意图 (a) 测量蒸气； (b) 测量有腐蚀性介质 压力传感器安装高度应与取压点相同或相近。对于下图所示情况，压力表的指示值要比管道内的实际压力高，应对取压管道的液柱附加的压力误差进行修正。 压力表位于生产设备下安装示意图 例3：用弹簧管压力计测量蒸汽管道内压力，仪表低于管道安装，二者所处标高为1m和6m，若仪表指示值为0.7MPa。已知蒸汽冷凝水的密度为ρ=966kg/m3,重力加速度g=9.8m/s2,试求蒸汽管道内实际压力值。 解：压力表与测压点所处高度不同，要进行修正。 P实 =P视-P液 =0.7-966*9.8*（6-1）*10-6 =0.653MPa 金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大 。 * 常州大学信息学院 Changzhou University 过程检测技术及仪表 压力检测 压力是生产过程的重要参数之一；压力检测是安全生产的保证。 压力单位及压力检测方法 常用压力检测仪表 压力检测仪表的选择 压力的基本概念 垂直而均匀地作用在单位面积上的力 式中　Ｐ——压力（Pa） 　　　 Ｆ——均匀垂直作用力（N） 　　　 Ｓ——受力面积（m2） 1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa 法定计量单位: 牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa” 工程大气压，物理大气压，巴，毫米汞柱，毫米水柱 压力单位及压力检测方法 被测压力通常可表示为绝对压力pa、表压p、负压（或真空度ph） 表压（正压） 绝对压力的零线 大气压力线p0 绝对压力 绝对压力 真空度 注意：无特殊说明外，压力检测仪表所指示的压力均指表压或真空度 压力的几种表示形式 液柱式压力检测 基于流体静力学原理，把被测压力转变成液柱高度 弹性式压力检测 基于弹性元件受力变形原理，把被测压力转变成弹性元件的位移 电气式压力检测 利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量 活塞式压力检测 基于液压机传送压力的原理，将被测压力转变成活塞面积上所加 平衡砝码的质量 敏感元件和转换原理的特性不同： 压力检测的主要方法及分类 常用压力检测仪表 液柱式压力检测仪表 弹性式压力检测仪表 电气式压力检测仪表 液柱式压力检测 h h1 2 2 1 1 p1 p2 h2 P0 h1 h2 1 1 p 2 0 0 常用的压力表有U形管压力表、单管压力表、斜管压力表和活塞式压力表等。 测量原理 根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。 液柱式压力检测 将被测压力转换成弹性元件变形的位移 测量原理 P 弹簧管式弹性元件 P 膜片式弹性元件 弹性式压力检测 式中 F——轴向外力 S——位移 C——弹性元件的刚度系数 式中 A——弹性元件承受压力的有效面积 P——被测压力 S ~ P 当弹性元件在轴向受到外力作用 时，就会产生拉伸或压缩位移，即 弹性元件结构和特点 主要弹性元件有：膜片、波纹管和弹簧管 弹簧管压力表 ——就地指示仪表 弹簧管 拉杆 指针 中心齿轮 扇形齿轮 接头 游丝 刻度盘 调整螺钉 弹簧管压力表 ——电远传式仪表 1）电位器式 在弹性元件的自由端安装滑线电位器，将自由端的位移转变为电阻 2）霍尔元件式 在弹性元件的自由端连接一置于线性变化磁场中的霍尔元件，将自由端的位移转变为霍尔电势 霍尔式压力表 弹簧管 霍尔片 K——霍尔式压力传感器输出系数 x——自由端霍尔元件的位移量 磁钢 霍尔片 + 弹簧管 利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量。 测量原理 能实现这种压力-电量转换的压敏元件很多，主要有压电材料、应变片和压阻元件。 电容式测压原理 压电式测压原理 应变片式测压原理 电气式压力检测 采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量，然后通过测量电容量C便可以知道被测压力的大小，从而实现