过程参数的检测_.PPTVIP

第3章 过程参数的检测 3.1 概述 ——模拟变送器的构成原理 ——数字式变送器的构成原理 3.1.4 变送器的一些共性问题 ——量程调整 ——量程调整的方法 ——零点调整 ——零点迁移 ——线性化 ——变送器信号传输 3.2 压力检测 3.2.1 压力的表示方法 3.2.2 压力检测方法的分类 3.2.3 液柱式压力检测 3.2.4 弹性式压力检测 ——弹簧管和弹簧管压力表 ——膜盒式差压变送器 DDZ-III型差压变送器 ——电容式差压变送器 3.2.5 电气式压力检测——应变片压力/差压变送器 ——压阻式（扩散硅）压力/差压变送器 测量部分——扩散硅压阻传感器 测量部分——惠斯顿电桥 测量部分——电压转换 3.2.6 数字式压力/差压变送器 ——ST3000差压变送器 3.2.7 压力检测仪表的选用和安装 ——压力检测仪表的选用 弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。 平薄膜 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管 膜 片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。但是膜片的位移较小，灵敏度低，指示精度不高，一般为2.5级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号； 波纹管的位移相对较大，一般可在其顶端安装传动机构，带动指针直接读数。其特点是灵敏高（特别是在低压区），常用于检测较低的压力（1.0～106Pa），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到1.5级； 弹簧管结构简单、使用方便、价格低廉，它使用范围广，测量范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达0.15级。 弹簧管是横截面呈非圆形（椭圆形或扁圆形），弯成圆弧状（中心角常为270°）的空心管子。 管子的一端为封闭，另一端为开口。闭口端作为自由端，开口端作为固定端。 被测压力介质从开口端进入并充满弹簧管的整个内腔，由于弹簧管的非圆横截面，使它有变成圆形并伴有伸直的趋势而产生力矩，其结果使弹簧管的自由端产生位移，同时改变其中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系： 式中θ0为弹簧管中心角的初始角；Δθ为受压后中心角的改变量；R为弹簧管弯曲圆弧的外半径；h为管壁厚度；a、b为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。 1－弹簧管 2－拉杆 3－扇形齿轮 4－中心齿轮 5－指针 6－－面板 7－游丝 8－调节螺钉 9－接头 图3-18 弹簧管压力表 弹簧管自由端B的位移量一般很小，需要通过放大机构才能指示出来,为了加大弹簧管自由端的位移量，也可采用多圈弹簧管，其原理与单圈弹簧管相似。 单圈弹簧管压力表是工业现场使用最普遍的就地指示式压力检测仪表（也有电接点输出的弹簧管压力表） 弹簧管压力表结构简单、使用方便、价格低廉、测量范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压 一般的工业用弹簧管压力表的精度等级为1.5级或2.5级，但根据制造的要求，其精度等级最高可达0.15级。 工作原理：力矩平衡 检测元件——膜盒或膜片 杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构 膜盒式差压变送器构成 △P 测量部分 Fi 杠杆系统 △M 放大器 反馈部分 Ff Io 检测部分: ΔP →输入力Fi 杠杆系统: 力的传递和力矩比较，生成位移信号 位移检测放大器: 位移→ 输出Io 电磁反馈装置: 输出→反馈力Ff △P 膜盒 Fi 杠杆系统 △M 位移检测 放大器 电磁反馈机构 Ff Io RETURN 电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件 主要包括测量部件和转换放大电路两部分： 差压电容膜盒 电容-电流转换电路 调零、零 迁电路 电流放大器 反馈电路 Δp ΔC Ii If ＋ ＋ Iz － Io 测量部分 转换放大部分 ΔP=0 Ci1=Ci2=15pF ΔP＞0 Ci1的电容量减小 Ci2的电容量增大 ——差动电容测量原理 电容式差压变送器测量原理 ΔP=0 S1=S2=S0 ΔP≠0 S1=S0+δ S2=S0-δ 相对变化值 与被测差压ΔP成线性关系， 且与灌充液的介电常数无关 电容式压力变送器，目前在工业生产中应用非常广泛，其输出信号也是标准4～ 20mADC电流信号。 电容式压力变送器是先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量的。 电容式差压变送器的原理图可见传感器有左右固定极板，在两个固定极板之间是弹性材料制成的测量膜片，作为电容的中央动极板，在测量膜