【2017年整理】压力检测仪表及其应用.doc

 压力检测仪表及其应用 压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。 液压式压力测量仪表常称为液柱式压力计，它是以一定高度的液柱所产生的压力，与被测压力相平衡的原理测量压力的。大多是一根直的或弯成 U形的玻璃管，其中充以工作液体。常用的工作液体为蒸馏水、水银和酒精。因玻璃管强度不高，并受读数限制，因此所测压力一般不超过0.3兆帕。 它的特点是。液柱式压力计灵敏度高，因此主要用作实验室中的低压基准仪表，以校验工作用压力测量仪表。由于工作液体的重度在环境温度、重力加速度改变时会发生变化，对测量的结果常需要进行温度和重力加速度等方面的修正。 弹性式压力测量仪表是利用各种不同形状的弹性元件，在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同，可分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽，是压力测量仪表中应用最多的一种。 负荷式压力测量仪表常称为负荷式压力计，它是直接按压力的定义制作的，常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计。由于活塞和砝码均可精确加工和测量，因此这类压力计的误差很小，主要作为压力基准仪表使用，测量范围从数十帕至2500兆帕。 电测式压力测量仪表是利用金属或半导体的物理特性，直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等，将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。代表性产品有压电式、压阻式、振频式、电容式和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。精确度可达0.02级，测量范围从数十帕至700兆帕不等。 压阻式压力传感器是利用半导体材料硅在受压后，电阻率改变与所受压力有一定关系的原理制做的。用集成电路工艺在单晶硅膜片的特定晶向上扩散一组等值应变电阻，将电阻接成电桥形式。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，应变使电阻值发生与被测压力成比例的变化，电桥失去平衡，输出一电压信号至显示仪表显示。 一.常用压力检测仪表 1.液体压力计 基本原理：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 一般是采用充有水或水银等液体的玻璃U形管、单管或斜管进行压力测 量的常用于低压、负压和差压的检测 液体压力计具有直观、数据可靠、准确度高等优点，它不仅能测表压、差压、还能测负压、是科学研究和实验研究中常用的压力检测工具。 用U形管只能测量较低的压力或差压（不可能将玻璃管做得很长），另外它只能现场指示，压力值须通过读数并进行计算得到，使用不太方便 水、酒精和水银是常用的液体 测量范围： 0-16KPa 精度： 1% 液体压力计的使用 当地重力加速度修正 压力计应垂直安装使用。如果不能垂直安装，应对读数进行修正 应根据被测介质的特性和压力的测量范围选择合适的工作液 在使用时，被测压力的瞬时值不能超过测量范围 .弹性式压力检测仪表 基本原理：用弹性元件作为压力敏感元件把压力转换成弹性元件的位移，并经适当的机械传动和放大机构，通过指针指示被测压力大小的一种压力表 弹性式压力检测仪表组成环节如下图所示 弹性元件是核心部分，其作用是感受压力并产生弹性变形 在弹性元件与指示机构之间是变换放大机构，其作用是将弹性元件的变形进行变换和放大 指示机构(如指针与刻度标尺)用于给出压力示值 调整机构用于调整零点和量程。 弹性元件 同样的压力下，不同结构、不同材料的弹性元件会产生不同的弹性变形。常用的弹性元件有弹簧管、波纹管、薄膜等。其中波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单圈和多圈弹簧管可用于高、中、低压或真空度的测量 弹性元件常用的材料有铜合金、弹性合金、不锈钢等，各适用于不同的测压范围和被测介质 弹簧管压力表 弹簧管压力表结构简单、使用方便、价格低廉，它测量范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压（可达1000MPa），仪表的准确度等级最高为0.1级 被测介质的性质和被测介质的压力高低决定了弹簧管的材料。对于普通介质，当p20MPa时，弹簧管采用磷铜；当p20MPa时，则采用不锈钢或合金钢。对于腐蚀性介质，一方面可采用隔离膜和隔离液；另一方面也可采用耐腐蚀的弹簧管材料。如测氨介质时须采用不锈钢弹簧管，测量氧气压力时，则严禁沾有油脂，以确保安全使用 。 波纹管差压计 和弹簧管压力表相比，波纹管压力表的测量范围较小，一般为0-0.4MPa，仪表的准确度等级为1.5-2.5级,可以测量差压。 其它弹性式压力表 膜盒压力表主要用于测量较低压力或负压的气体压力，压力测量范围为－20-40kPa，仪表的准确度等级一般为1.5-2.5级。 膜片压力表的工作原理与膜盒压力表相近，测量准确度也差不多，但膜片压力表的可测压力范围较宽，最高可达2.5MPa。另外，作为