第7章 压力测量.pptVIP

1.1构成 变送器是基于负反馈原理工作。 1.6 电源与模拟信号传输方式 四线制传输 电源、模拟信号分别用两根导线传输。 二线制传输 变送器与接收仪表之间仅用两根导线连接，既是电源线，又是信号线。 由变送器的动力源分为电动变送器、气动变送器。 电动变送器从40年底的位移式开始经力平衡式到70年代已发展到微位移式，目前向数字化、智能化发展。 2 电位器式压力变送器 把测压弹性元件的输出位移转换成微型电位器滑动触点的位移，从而把被测压力的变化变换成电阻值的变化，进一步转换成电流或电压。 结构简单，使用维护方便，动态特性差，精度差。 3 力平衡式压力变送器 1－杠杆系统；2－副杠杆；3－差动变压器；4－位移检测放大器；5－反馈动圈。 1测量元件 2连接簧片 3轴封膜片 4主杠杆 6矢量板 7量程调整丝杆 9位移检测片 10放大器 11差动变压器 12副杠杆 13反馈动圈 14调零弹簧 4电容式压力（差压）变送器 变送器由测量部分和转换部分组成。 差动电容 把差动电容近似看成为平板电容 无差压时：Ci1=Ci2； 有差压时：Δd=K1ΔPi Ci1=εA/(d0+Δd), Ci2=εA/(d0-Δd) ΔC=Ci2-Ci1=εA[1/(d0-Δd)-1/(d0+Δd)] =2ΔdεA/(d02-Δd2)，ΔC与Δd为非线性。 (Ci2-Ci1)/(Ci2+Ci1)=εA·2Δd/(εA·2d0)=Δd/d0=K2Δd =K1K2ΔPi 上式表明： (Ci2-Ci1)/(Ci2+Ci1)与Δd成线性关系； (Ci2-Ci1)/(Ci2+Ci1)与介质常数ε无关； (Ci2-Ci1)/(Ci2+Ci1)的大小与d0有关。 使用差动电容的优点：灵敏度高、非线性小，并能补偿温度误差。 5 智能式压力（差压）变送器 采用先进的传感器制造技术、计算机补偿、数字化和通信等技术，实现力－电转换、补偿和人－机对话。 变送器可靠性高、稳定性好、精度高，具有遥控设定、调整和自诊断等功能。 1）变送器的构成 差压信号用温度和静压进行修正，因温度、静压变化而引起的飘移量极小，所以在温度和静压变化相当激烈的系统里也可作为高精度测量仪器。 CPU的处理功能有：检测部分线性化、量程调整、转换、阻尼、诊断和通讯。 2）基本工作原理 ΔP作用于测量膜片，产生位移Δs，位移Δs通过差动变压器产生电容变化信号[(Ci2-Ci1)/(Ci2+Ci1)]，电容变化由相应电路转换成模拟信号，经A/D转换为数字信号，进入CPU，经CPU处理后分为两路。 一路：由D/A转换为4～20mADC输出，供模拟仪表指示、控制用； 一路：由数字通讯器发出数字信号，供通讯、数字式仪表用。 在需要进行远传遥控时，只要将远传通讯器连接在变送器输出的端子上，即能进行询问、诊断和设定调整等操作。 §7.4 压力信号的气变送方法 气动仪表是用压缩空气(140kPa)作为动力源，输出标准压力信号(20～100KPa)。与电动仪表相比，具有天然防爆、安全的特点，所以适合于在危险性的现场工作。 1 气动压力（差压）变送器的组成 从结构来看，变送器是由两部分组成： 测量部分：将压力转换成测量力或位移。 转换部分：将测量力或位移转换成标准压力信号。 2 转换部分的工作原理 转换部分的结构形式多种多样，一般可分为力平衡式与位移式两种。 放大器是转换部分的核心。 1）放大器结构 1－恒气阻 2－金属膜片 3－阀杆 4－钢球 5－弹簧片 2）放大器工作原理 摆杆向下，出气阀通流面积减小，ΔPD增大，膜片2向下运动，钢球4向下运动，弹簧片5向下运动，弹簧片5产生向上的弹性力使钢球4稳定在某一位置。 由于钢球4向下的运动使通流面积增大，压缩空气经过钢球4处的压力损失降低，使输出信号ΔPB增大。 摆杆向上，出气阀通流面积增大，ΔPD降低，作用在膜片2上的压力降低，钢球4在弹簧片5向上的弹性力作用下向上运动，金属膜片2产生向下的作用力，钢球4稳定在某一位置。 由于钢球4向上的运动使通流面积降低，压缩空气经过钢球4处的压力损失增大，使输出信号ΔPB降低。 于是，气动放大器将摆杆的运动转换为输出气压的高低。 3 测量部分的工作原理 §7.5 压力和差压测量仪表的使用 压力（差压）测量系统由被测对象、取压口、导压管、测量仪表组成。 压