过程检测仪表第二版课件教学课件 ppt 作者 王永红 主编2压力检测及仪表.ppt

第二章  压力检测及仪表 一、概述 二、弹性式压力计 三、电测试压力仪表 四、压力仪表的使用 第一节 概述 一、压力的基本概念 （一）定义 均匀而垂直作用于单位面积上的力称为压力， 用公式表示为 ： p = F / S （二）压力测量单位 法定计量单位：帕斯卡（简称“帕”）,符号Pa表示。 工程上：常用KPa 和MPa 。 一、压力的基本概念（三）压力的表示方式 大气压力 绝对压力 表压力 负压或真空度 二、压力检测的基本原理 1.利用液体压力平衡原理 通过液体产生或传递压力平衡被测压力从而获得测量结果。如 液柱式压力计和活塞式压力计。 2.利用弹性变形原理 利用各种形式的弹性敏感元件在受压后产生弹性变形的特性进 行压力检测。如弹簧管压力表。 3.利用某些物质的某一物理效应与压力的关系 这类仪表的输出均为电信号，统称为电测式压力仪表，又称传 感器或变送器。如应变片式压力传感器，霍尔式压力传感器， 电容式（差压）变送器，扩散硅式压力（差压）变送器等。 第二节 弹性式压力表 测压原理：依据弹性元件受压变形后产生的弹性反作用力与被测压力相平衡，然后测量弹性元件的变形量大小可知被测压力的大小。 常用的弹性元件：膜片图(c)(d)所示、波纹管图(e)所示、弹簧管图(a)(b)所示。 一、弹簧管式压力表 （一）测压原理 当被测压力从输人端通入后，由于椭圆形截面在压力 p 的作用下将趋于圆形，因而弯成弧形的弹簧管随之产生向外挺直的扩张变形。其自由端就从 B 移到 B ’。从而将压力变化转换成位移量，压力越大，位移量越大。 一、弹簧管式压力表 （二）弹簧管压力表的结构 弹簧管压力表 二、电接点压力表 第三节 电测式压力仪表 电测式压力表是基于把压力转换成各种电量进行压力测量的仪表。 优点：测量范围较广,可以远距离传送信号，在工业生产过程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业控制机联用。 组成：一般由敏感元件、传感元件、转换电路组成。 一、应变式压力传感器 应变式压力传感器是以导体或半导体的“应变效应”为基础的电测式压力表。它把被测压力转换成应变片电阻值的变化，由桥式电路输出相应的毫伏信号，供显示仪表显示出被测压力的大小。 二、霍尔式压力传感器 霍尔式压力传感器是根据“霍尔效应”制成的，即利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的测量。 （一）霍尔效应原理 二、霍尔式压力传感器 （二）霍尔式压力传感器 三、电容式差压(压力)变送器 （一）结构组成 由测量环节和转换环节组成。测量环节感受被测压力将其转换成电容量的变化，转换环节则将电容变换量转换成标准电流信号 。 （二）测量原理 差动平板电容器共有三个极板，其中中间一个电极板为活动电极板，两端为固定电极板。电容变化量与活动电极的位移成正比。而且当位移较小时，近似满足线性关系。电容式压力变送器正是基于这一工作原理而设计的。 差动电容的相对变化量与输入差压成线性关系。而且变送器基本不受温度的影响 。 转换环节检测出差动电容的相对变化量，并将其转换成 4～20mA 的直流电流输出。 四、扩散硅式差压变送器 扩散硅压力变送器利用单晶硅的压阻效应而构成。 扩散硅式压力变送器具有体积小、重量轻、结构简单、稳定性好和精度高等优点。 其核心结构主要由硅膜片（硅杯）及扩散电阻、引线、外壳等组成。变送器膜片上下有两个压力腔，分别与被测的高低压室连通，用以感受压力的变化。 五、膜盒式压力（差压）传感器 由测量部分和转换部分组成。 测量部分作用是把被测差压△p或压力p转换成作用于主杠下端的输入力F。这个输入力F再经过转换、放大后，可以输出0～10mA 或4～20mA 电流信号，送给其它仪表进行显示或组成自动控制系统。 六、智能式差压变送器 智能变送器是在普通的模拟式变送器的基础上，增加微处理器而构成的一种智能式检测仪表。智能式变送器性能高，使用灵活。 特点：可进行远程通信。利用手持通信器，可对现场变送器进行各种运行参数的选择和标定；其精确度高，使用与维护方便。 智能差压变送器的结构原理：从整体上看，智能差压变送器是由硬件和软件两大部分组成；从电路结构上看，智能差压变送器包括传感器部件和电子部件两部分。 第四节 压力仪表的使用 压力表的选用 压力表的选用应根据生产要求和使用环境做具体分析。在符合生产过程提出的技术条件下，本着节约的原则，进行种类、型号、量程、精度等级的选择。 （一）仪表种类和型号的选择 （二）外型尺寸选择 （三）仪表量程的确定 一