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压力测量 2
4.3? 弹性式压力计? 弹性式压力计是生产过程中使用最为广泛的一类压力计。 特点:它的结构简单,使用操作方便,性能可靠,价格便宜,可以直接测量气体、油、水、蒸汽等介质的压力。其测量范围很宽。它可以测量正压、负压和差压。 分类:可分为机械弹性式压力计和弹性式压力变送器两类。不论哪一类压力计在结构上都有一弹性元件。弹性元件是压力计的核心器件,它把被测量的压力转换成弹性元件的弹性位移输出。当结构、材料一定时,在弹性限度内弹性元件发生弹性形变而产生的弹性位移与被测量的压力值有确定的对应关系。 准确度:目前金属弹性式压力计的精确度可达到0.16级、0.25级、0.4级。工业生产过程中使用的弹性压力计,其精确度大都是1.5级、2.0级、2.5级。 测量条件:弹性式压力表适用的也测量条件较广泛,有抗振型、抗冲击型、防水型、防爆型、防腐型等。 一、弹性元件 1.弹性元件的结构形式 弹性式压力计中的弹性元件主要有膜片、膜盒、弹簧管、波纹管等。 膜片 使用时周边夹紧,测低压、微压。将两块膜片沿周边对焊起来,形成一膜盒,膜盒式微压计通常用于测量炉膛和烟道尾部负压。精度等级为2.5,最高可达1.5级。 开口端固定,封闭端的位移作为输出,由于波纹管的位移相对较大,大多直接指示,灵敏度高,常用于测量较低的压力(1.0-106Pa)精度等级1.5级。 迟滞性较大。 2.弹性元件的特性 弹性元件是弹性压力计中的敏感元件,它的特性直接关系到压力计性能的好坏。 弹性元件的特性主要包括: (1)弹性迟滞 弹性元件在弹性范围内加负荷与减负荷时其弹性形变输出特性曲线不重合,这种特性称为弹性迟滞。 (2)弹性后效 当加在弹性元件上的负荷停止变化或被取消时,弹性元件的形变并不是立即就完成,而是要经过一定的时间才完成相应的形变,这种特性称为弹性后效。 二、测量原理 弹性元件受到外部压力作用后,产生拉伸或压缩位移。由虎克定律: F=Cx C为弹性元件的刚度系数;x为变形量 F与被测压力p的关系为: F=pA A为弹性元件承受压力的面积 由以上两式,可得: 弹性元件的变形量与承受的压力呈线性关系,通过位移量的变化可以反应出被测压力大小。 三、弹性式压力计 弹簧管压力表 特点:结构简单、工作可靠、使用方便、测量范围广、读数直接。 测压范围:0.03~1000MPa及负压。 精度等级 :0.25~2.5 弹簧管材料 : 磷铜弹簧管 ,p<20MPa; 不锈钢或合金钢,p>20MPa。 注意被测介质的化学性质。 1)结构: 由弹簧管压力感受元件和放大指示机构两部分组成。 2)工作原理 若被测压力大于外界大气压力,产生短轴变长,长轴变短的弹性形变,使管子在弯曲方向上的刚度增大,自由端向管子伸直的方向运动。 弹簧管在量程范围内自由端的位移一般为7-8o,位移量很小。弹簧管作成多圈时,自由端的位移可达45o。弹簧管的自由端的位移可通过杠杆机构带动指针转动,这种机构的指针最大转角为180o,通常作成90度的回转角。最常用的传动机构为杠杆—扇形齿轮机构,可使指针转动270o。 量程选择: 静载荷所测压力不应超过测量上限的3/4 ; 动载荷所测压力不应超过测量上限的2/3 ; 所测压力最小值一般不应低于仪表上限的1/3。 膜式压力表 二、膜盒压力表 膜盒压力表是用于生产过程的工业仪表,它适用于测量微小压力和真空。测量范围一般在一2000~4000Pa,精确度等级一般为2.5级。 膜盒压力表的结构主要由膜盒、传动机构、调整机构、游丝指针、表盘等构成。 2.压力表的精度等级 应该根据测量允许的最大误差来确定。 测压仪表的精度等级是按国家标准系列化规定和仪表的质量确定的。 目前我国规定的精度等级,标准仪表0.05,0.1,0.16,0.2,0.25,0.35; 工业仪表有0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等。 实际选用时应按被测参数的测量误差要求和仪表的量程范围来确定。 * * * * * 第4章 压力测量 表压力 这是指绝对压力与大气压力之差,一般用P表示。测压仪表一般指示的压力都是表压力,表压力又称相对压力。 当绝对压力小于大气压力时,则表压力为负压,负压又可用真空度表示,负压的绝对值称为真空度。如测炉膛和烟道气的压力均是负压。 差压 任意两个压力之差称为差压。如静压式
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