熱工測(cè)量和儀表(壓力、溫度、流量)

1、（適用于熱控運(yùn)行、檢修） 自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件 對(duì)象 測(cè)量、變送 傳感器、變送器、顯示、報(bào)警、記錄裝置 調(diào)節(jié)器 執(zhí)行器 執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 調(diào)節(jié)器執(zhí)行器對(duì)象 測(cè)量變送 x (t)e (t)u (t)q (t)y (t) z (t) 第一章 熱工測(cè)量和儀表 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 測(cè)量與誤差測(cè)量與誤差 溫度測(cè)量和儀表溫度測(cè)量和儀表 壓力測(cè)量和儀表壓力測(cè)量和儀表 流量測(cè)量和儀表流量測(cè)量和儀表 汽包水位測(cè)量和儀表汽包水位測(cè)量和儀表 煙氣分析和儀表煙氣分析和儀表 實(shí)驗(yàn)：熱工儀表校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：熱工儀表校驗(yàn) 測(cè)量與誤差測(cè)量與誤差 一、測(cè)量的基本概念與測(cè)量方法 測(cè)量： 三要素：比值、單位、誤差 0 0 Xax X

2、a x ：被測(cè)量的真值 ：測(cè)量單位 ：二者的比值 測(cè)量方法 按測(cè)量和被測(cè)量的差值大小 非零法：彈簧壓力表 零位法：天平 微差法：測(cè)量壓力的U形管 接觸法、非接觸法 接觸式 非接觸式 靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 靜態(tài)：被測(cè)對(duì)象處于穩(wěn)定狀態(tài)下的測(cè)量 動(dòng)態(tài)：被測(cè)對(duì)象處于不穩(wěn)定狀態(tài)下的測(cè)量 點(diǎn)測(cè)量和場(chǎng)測(cè)量 點(diǎn)參數(shù)測(cè)量：測(cè)量某點(diǎn)的被測(cè)量 場(chǎng)參數(shù)測(cè)量：測(cè)量多點(diǎn)的被測(cè)量 直接測(cè)量和間接測(cè)量 直接測(cè)量：無(wú)需對(duì)被測(cè)量與其它實(shí)測(cè)的量進(jìn) 行函數(shù)關(guān)系的輔助計(jì)算而直接得到的被測(cè)量的 值 間接測(cè)量：直接測(cè)量的量與被測(cè)量之間有已 知函數(shù)關(guān)系，而得到的被測(cè)量的值。 二、測(cè)量系統(tǒng) 測(cè)量系統(tǒng)： 測(cè)量設(shè)備：測(cè)量中使用的一切設(shè)備測(cè)量中使用的一切設(shè)備

3、 傳感器： 準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性 靈敏性 負(fù)載小 經(jīng)濟(jì)性和耐腐蝕性 中間變換器： 準(zhǔn)確地傳輸、放大、和轉(zhuǎn)換信號(hào)，信號(hào)損失小， 顯示裝置（測(cè)量終端）： 三、測(cè)量誤差 測(cè)量誤差： 0 0 i i xX x X ：測(cè)量結(jié)果 ：真值 絕對(duì)誤差： 0 X 相對(duì)誤差： 真值無(wú)法測(cè)定，測(cè)量結(jié)果、誤差 隨機(jī)誤差：在測(cè)量條件下，多次測(cè)量同一量時(shí)， 誤差的絕對(duì)值和符號(hào)可以不可預(yù)定的方式變化的 誤差 疏忽誤差： 系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、疏忽誤差 系統(tǒng)誤差大、隨機(jī)誤差小 隨機(jī)誤差大、系統(tǒng)誤差小 隨機(jī)誤差小、系統(tǒng)誤差小，有疏忽誤差 隨機(jī)誤差的特性及處理 當(dāng)系統(tǒng)誤差消除后，對(duì)一被測(cè)量進(jìn)行無(wú)數(shù)次測(cè)量時(shí)，同一 方法、同一儀表，測(cè)量次數(shù)

4、無(wú)窮多時(shí)，總的算術(shù)平均就是 被測(cè)參數(shù)的真值 1231 n i ni x xxxx X nn 最佳值（最優(yōu)概值）：工程中n（測(cè)量次數(shù)） 的數(shù)值不可能無(wú)窮大，所得的結(jié)果只是真值 的近似。 測(cè)量結(jié)果的正態(tài)分布 概率密度為： 2 2 1 exp 22 y 2 2 1 exp 22 d 分布函數(shù)為： 正態(tài)分布概率密度圖 測(cè)量值均勻地分布在真值的兩邊，差別越大的點(diǎn)，出現(xiàn)的可能性 越低 每個(gè)曲線下的面積為100% 0 .0 0 .2 0 .4 標(biāo)準(zhǔn)偏差 作為單次測(cè)得值不可靠性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 越大，分散范圍大 在一定條件下，測(cè)量列中隨機(jī)誤差的概率分布情況 222 12 2 1 lim n n n n i i n

5、n 對(duì)稱性：絕對(duì)值相等的正負(fù)誤差，在多次測(cè)量中出現(xiàn)的概 率大致相等， 以0對(duì)稱 在實(shí)際測(cè)量條件下，對(duì)同一量進(jìn)行多次測(cè)量，其誤差的算術(shù) 平均值隨著測(cè)量次數(shù)n的無(wú)限增大而趨于0 單峰性：絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的次數(shù)比絕對(duì)值大的出現(xiàn)次 數(shù)多 可以舍去出現(xiàn)概論為0的誤差值 四、測(cè)量?jī)x表的特性 儀表特性：包括靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性 靜態(tài)特性：被測(cè)量在不隨時(shí)間變換或變化極慢 的情況下，用一組與時(shí)間無(wú)關(guān)的參數(shù)來(lái)描述測(cè) 量?jī)x表的特性 動(dòng)態(tài)特性：被測(cè)量在隨時(shí)間變化的情況下，用 微分方程來(lái)描述測(cè)量?jī)x表的輸入、輸出的動(dòng)態(tài) 關(guān)系 負(fù)載效應(yīng)：被測(cè)量受到儀表干擾而產(chǎn)生的偏離 靜態(tài)特性： 測(cè)量范圍： 在允許的誤差限內(nèi)，測(cè)量?jī)x表的被

6、測(cè)量值的范圍，上限、下在允許的誤差限內(nèi)，測(cè)量?jī)x表的被測(cè)量值的范圍，上限、下 限之差為量程限之差為量程 準(zhǔn)確度等級(jí) 根據(jù)測(cè)量?jī)x表準(zhǔn)確度大小所劃分的等級(jí)和范圍根據(jù)測(cè)量?jī)x表準(zhǔn)確度大小所劃分的等級(jí)和范圍 引用誤差 基本誤差 允許誤差 穩(wěn)定度 靈敏度和靈敏閾 線性度和變差 溫度誤差 動(dòng)態(tài)特性 動(dòng)態(tài)特性：儀表對(duì)隨時(shí)間變化的被測(cè)參數(shù)的響應(yīng)特性 輸出量隨時(shí)間的變化曲線與被測(cè)參數(shù)隨同一時(shí)間變化的曲線 一致或比較接近 階躍響應(yīng)：儀表在輸入階躍信號(hào)時(shí)，輸出信號(hào)能否立即跟隨 輸入信號(hào)變化的能力 頻率相應(yīng)：由儀表的固有頻率決定，固有頻率高，頻率特性 好 五、熱工儀表的質(zhì)量指標(biāo) 儀表的準(zhǔn)確度 儀表的非線性誤差 變差 重復(fù)

7、性 不靈敏區(qū) 漂移 4-2溫度測(cè)量及儀表 一、溫度測(cè)量的基本概念 溫度的定義：表征分子熱運(yùn)動(dòng)的程度的物理量 溫標(biāo)：衡量溫度大小的標(biāo)尺 攝氏： 熱力學(xué)：K 華氏： 溫度計(jì)的分類和形式 膨脹式溫度計(jì) 玻璃溫度計(jì) 壓力式溫度計(jì) 雙金屬溫度計(jì) 熱電偶溫度計(jì) 熱電阻溫度計(jì) 輻射式溫度計(jì) ET-IRMAN ET-IRMAN 溫度安檢門(mén)溫度安檢門(mén) 二、膨脹式溫度計(jì) 玻璃溫度計(jì) 壓力式溫度計(jì) 雙金屬溫度計(jì) 1、玻璃液體溫度計(jì) 是膨脹式溫度計(jì)之一種,利用液體受熱膨脹的性質(zhì)制成, 常用的液體有水銀和酒精。廣泛用于測(cè)量-200-500攝氏 度范圍內(nèi)的溫度。 （1）優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 玻璃液體溫度計(jì)是最常用,也是最簡(jiǎn)單,最便

8、宜的溫度計(jì)。 這種溫度計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便,精度高和價(jià)格低 廉。缺點(diǎn)是惰性大,能見(jiàn)度低, 不能自動(dòng)記錄及遠(yuǎn)距離傳送。 玻璃管溫度計(jì)玻璃管溫度計(jì) （2）注意事項(xiàng) (1)溫度計(jì)不宜平放和平裝,保存與安裝時(shí)都應(yīng)使玻璃溫度 計(jì)直立, 而且測(cè)溫泡在下部。如果傾斜安裝也應(yīng)使測(cè)溫泡 在下部。 (2)使用時(shí)應(yīng)檢查液柱是否脫離,測(cè)溫泡內(nèi)是否含有氣泡, 如 果液柱脫離可以緩慢加熱或微振動(dòng)起來(lái)消除。 (3)對(duì)于全浸式溫度計(jì),安裝深度應(yīng)滿足要求,對(duì)于工業(yè)用玻 璃管溫度計(jì),則應(yīng)將尾部全部插入被測(cè)介質(zhì)中。 注意事項(xiàng) (4)被測(cè)介質(zhì)具有一定壓力時(shí),應(yīng)在測(cè)溫處焊上(或用螺絲旋 緊)測(cè)溫套管為減少熱阻,測(cè)溫套管壁不宜

9、太厚(一般為1- 2mm)。 (5)測(cè)量流體溫度時(shí),溫度計(jì)不能順向安置,應(yīng)逆向安放,或與 流向垂直或有一定傾斜角,而且測(cè)溫套管的插入深度要超過(guò) 中心線。使測(cè)溫泡剛好位于中心線上。 玻璃溫度計(jì) 2、壓力式溫度計(jì) 壓力式溫度計(jì)的工作原理是當(dāng)溫度變化時(shí)壓力式溫度計(jì)的工作原理是當(dāng)溫度變化時(shí), ,工質(zhì)工質(zhì) 的體積或壓力相應(yīng)發(fā)生變化的體積或壓力相應(yīng)發(fā)生變化, ,以此制成溫度計(jì)以此制成溫度計(jì) 這種溫度計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單這種溫度計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單, ,防震可以遠(yuǎn)防震可以遠(yuǎn) 距離測(cè)量距離測(cè)量 , , 并可制成自動(dòng)記錄式。主要缺點(diǎn)是并可制成自動(dòng)記錄式。主要缺點(diǎn)是 損壞后很難修理?yè)p壞后很難修理, ,不能測(cè)點(diǎn)

10、溫和表面溫度。不能測(cè)點(diǎn)溫和表面溫度。 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)WTQWTQ型式氣體壓力溫度計(jì)型式氣體壓力溫度計(jì), ,可用來(lái)指示或記錄可用來(lái)指示或記錄 工業(yè)設(shè)備中氣體工業(yè)設(shè)備中氣體, , 蒸汽貨液體的溫度。測(cè)量范蒸汽貨液體的溫度。測(cè)量范 圍圍:0-120,0-160,0-200,0-3009(:0-120,0-160,0-200,0-3009(單位攝氏度單位攝氏度) )工工 作壓力作壓力:60:60kgf/cm2,kgf/cm2,精度精度1.51.5與與2.52.5級(jí)。級(jí)。 壓力式溫度計(jì) 3、雙金屬溫度計(jì) (一)雙金屬溫度計(jì)的工作 原理： 雙金屬溫度計(jì)是利用兩種不 同膨脹系數(shù)的金屬片A和B 將其焊接在一起并將一

11、端固 定。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),膨 脹悉數(shù)較大的金屬片B伸長(zhǎng) 較多,故其未固定端(自由端) 必然向膨脹系數(shù)較小的金屬 A一方彎曲變形。利用彎曲 變形的大小不同,從而可表 示出溫度的高低不同。 雙金屬溫度計(jì) (二).雙金屬片溫度計(jì)按指示 部分與保護(hù)管連接方式不同, 分為下列三種類型: (1)軸項(xiàng)型 (2)徑向型 (3)135度角型 雙金屬溫度計(jì) 三、熱電偶 1、熱電偶的測(cè)溫原理 熱電勢(shì)：兩種不同的導(dǎo)體材料（或半導(dǎo)體）A，B組成的閉 合回路。相接觸時(shí)，存在電子的遷移，達(dá)到平衡時(shí)，在接觸 的兩端形成電勢(shì) 可用于點(diǎn)溫度的測(cè)量 只與材料和溫度 有關(guān)，與熱電偶的長(zhǎng)度、直徑無(wú)關(guān) 接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)組成 mV (

12、1)接觸電勢(shì) 在一定溫度下，如果從金屬A擴(kuò)散到金屬B 去的電子數(shù)等于從金屬B吸向金屬A的電子 數(shù)時(shí)，就達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡。這時(shí)金屬A，B 之間形成的電位差稱為接觸電勢(shì)。 接觸電勢(shì)的大小與接頭溫度的高低和金屬 的種類有關(guān)，溫度越高，兩金屬的自由電 子密度差越大，則接觸電勢(shì)越大。 (2)溫差電勢(shì) 溫差電勢(shì)：同一金屬導(dǎo)體兩端溫度不同而產(chǎn)生的。 高溫端流向低溫端的自由電子與低溫端被電場(chǎng)吸引流向高 溫端的自由電子達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡， 這時(shí)的電位差稱為溫 差電勢(shì) e， 大小僅與金屬材料及兩端溫差有關(guān)，而與幾何尺寸及金屬 （導(dǎo)體）溫度分布無(wú)關(guān)。e(t,t0)可用下面的函數(shù)差來(lái)表示 eA(t,t0)=eA(t)-eA

13、(t0) (1)熱電偶基本定律的內(nèi)容 兩種均質(zhì)金屬組成的熱電偶，其電勢(shì)大小與熱電級(jí)直徑， 長(zhǎng)度和沿?zé)犭娂?jí)長(zhǎng)度上的溫度分布無(wú)關(guān)，只與熱電極材料 和兩端溫度有關(guān)； 熱電勢(shì)大小是兩端溫度的函數(shù)差，如果兩端溫度相等，則 熱電勢(shì)為零。 (2)熱電偶基本定律的推論 （1）熱電偶必須用兩種性質(zhì)不同的熱電極構(gòu)成。 （2）若熱電極材料的性質(zhì)不均勻，即當(dāng)熱電極溫度分 布不同時(shí)， 則熱電偶將產(chǎn)生附加電勢(shì)。 所以根據(jù)附加熱電勢(shì)檢查熱電極材料 是否均勻，從而 衡量熱電偶質(zhì)量的高低。 (3)中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中接入第三種均質(zhì)導(dǎo)體后，只要保證所接入 導(dǎo)體兩端溫度相同，就不會(huì)影響熱電偶的熱電勢(shì)。 金屬 mV 液態(tài)金屬

14、 mV (4)中間溫度定律與連接導(dǎo)體定律 （1）已知熱電偶在某一給定冷端溫度下進(jìn)行分度，只 要引入適當(dāng)修正，就可以在另外的冷端溫度下使用。這 就為制訂熱電偶的熱電勢(shì)溫度關(guān)系溫度表奠定了理論 基礎(chǔ)。 （2）和熱電偶具有同樣熱電性質(zhì)的補(bǔ)償導(dǎo)線可以引入 熱電偶的回路中，相當(dāng)于把熱電偶延長(zhǎng)而不影響熱電偶 的熱電勢(shì)。這就為工業(yè)測(cè)溫中應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論 依據(jù)。 三. 標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 1.鉑銠10-鉑熱電偶(LB-3) 2.鉑銠30-鉑銠6(EU-2)熱電偶 3.鎳鉻-鎳硅(EU-2)熱電偶 4.鎳鉻-考銅熱電偶(EA-2) 5.銅-康銅熱電偶(CK) 序號(hào) 計(jì) 量 器 具 名 稱 準(zhǔn) 確 度 等 級(jí) 測(cè)

15、 量 范 圍 R-001-304 標(biāo)準(zhǔn)組鉑銠10-鉑熱電偶 標(biāo)準(zhǔn)組標(biāo)準(zhǔn)組3001300 R-002-305 標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶 一等3001300 二等3001300 工作鉑銠10-鉑熱電偶 0級(jí)01600 0級(jí)01600 R-003-306 標(biāo)準(zhǔn)鉑銠30-鉑銠6熱電偶 一等12001600 二等12001600 工作用鉑銠30-鉑銠6熱電 偶 0級(jí)12001600 R-004-307 工作用鎳鉻-鎳硅熱電偶 0級(jí)01300 R-005-308 標(biāo)準(zhǔn)銅-康銅熱電偶2 0級(jí)0200 工作用銅-康銅熱電偶 0級(jí)0200 熱工計(jì)量器具（R） 耐腐熱電偶和耐磨熱電偶 壓著式鎧裝熱電偶 耐高溫耐腐蝕

16、熱電偶 以特殊金屬陶瓷材料作為外保護(hù)套管，采用復(fù)合 型結(jié)構(gòu)，使用溫度1600C，具有良好的耐高溫、 抗氣流沖擊、抗氧化性能。主要用于高溫加熱爐、 裂解爐、尾氣焚燒爐、焦化爐等裝置的測(cè)溫。 吹氣型熱電偶 吹氣型熱電偶的結(jié)構(gòu)原理： 鎧裝熱電偶感溫元件和外保護(hù)管之間構(gòu)成一定的氣 路，在氣路中，通入一定壓力的惰性氣體，以排除 或減少熱電偶在高溫、高壓條件下還原氣體的滲入 WR系列隔爆熱電偶 熱電偶溫度計(jì) 四. 熱電偶的構(gòu)造 1.熱電偶的作用原理 2.普通型熱電偶的構(gòu)造 3.鎧裝熱電偶的構(gòu)造 熱電偶的工作原理 2.普通型熱電偶的構(gòu)造 (1)熱電極 (2)絕緣材料 (3)保護(hù)套管 (4)接線盒 3.鎧裝熱

17、電偶的構(gòu)造 鎧裝熱電偶是由熱電極,絕緣材料和金屬套管三者 組合而成的堅(jiān)實(shí)結(jié)合體。鎧裝熱電偶的套管材料 為銅,不銹鋼或鎳基高溫合金等。 在熱電偶與套管 之間填滿氧化粉末絕緣材料,套管中的熱電極有單 絲的,雙絲的和四絲的,互不接觸。 熱電偶的種類有鉑銠10-鉑,鉑銠30-鉑銠6,鎳鉻-鎳 硅和鎳鉻-考銅等.目前生產(chǎn)的鎧裝熱電偶,其外徑 為12-25mm,長(zhǎng)度可達(dá)100m以上。 鎧裝熱電偶的結(jié)構(gòu) (1)熱電極 熱電偶的熱電極直徑由材料的機(jī)械強(qiáng)度,電導(dǎo)率,價(jià)格及 熱電偶的用途和測(cè)量范圍等決定。用貴金屬時(shí)直徑很細(xì), 為0.35-0.65mm,用廉價(jià)金屬時(shí),其直徑為1-2mm.熱電偶 的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需要

18、來(lái)決定。普通插入式熱電偶的長(zhǎng) 度可在300mm-2150mm之間。 (2)絕緣材料 在熱電偶的兩根電極上套有絕緣材料, 其作用是防止兩根 電極之間和電極與保護(hù)套管之間發(fā)生短路。 常用絕緣材料橡皮,塑料等,最常用的絕緣材料是瓷管和高 溫瓷管,其結(jié)構(gòu)有單孔,雙孔,四孔,孔的大小根據(jù)熱電極的直 徑而定 (3)保護(hù)套管 熱電偶的熱電極(包括絕緣管)裝在保護(hù)套管中。 使熱電極避免遭受有害氣體的腐蝕,玷污及機(jī)械 損傷,防止或減小火焰與氣流的沖刷和輻射,保護(hù) 熱電極. 對(duì)保護(hù)套管材料的要求是耐腐蝕,不滲透氣體,不 與氧化性和還原性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),耐酸堿腐 蝕,熱慣性小,能承受溫度劇變,價(jià)格低。 常用的保護(hù)

19、套管材料有:銅,20號(hào)碳鋼,鎳鉻合金。 (4)接線盒 主要作用是防止灰塵和水,汽的侵入,便于熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo) 線或?qū)Ь€連接。接線盒用侶合金材料制成,裝在保護(hù)套管 的尾部,接線盒的上部有墊片或墊圈加以密封。 五.熱電偶冷端溫度補(bǔ)償 熱電偶的熱電勢(shì)是兩個(gè)接點(diǎn)溫度的函數(shù)表熱電偶的熱電勢(shì)是兩個(gè)接點(diǎn)溫度的函數(shù)表, , 只有只有 當(dāng)冷端溫度不變時(shí)當(dāng)冷端溫度不變時(shí), ,熱電勢(shì)才是熱端溫度的單值熱電勢(shì)才是熱端溫度的單值 函數(shù)。函數(shù)。 實(shí)際應(yīng)用中實(shí)際應(yīng)用中, ,熱電偶冷端所處環(huán)境溫度總有波動(dòng)熱電偶冷端所處環(huán)境溫度總有波動(dòng), , 從而使測(cè)量得不到正確結(jié)果從而使測(cè)量得不到正確結(jié)果, , 必須采取補(bǔ)償措施必須采取補(bǔ)償措

20、施. . 冷端溫度處理辦法有以下幾種冷端溫度處理辦法有以下幾種: : 1. 1.計(jì)算修正法計(jì)算修正法 2. 2.儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法 3. 3.恒溫法恒溫法 4. 4.補(bǔ)償法補(bǔ)償法 5. 5.多點(diǎn)測(cè)量的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償多點(diǎn)測(cè)量的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償 熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的外形圖 1.計(jì)算修正法 若溫度顯示儀表分度時(shí)規(guī)定熱電偶冷端溫度為零攝氏度, 而 在使用中冷端溫度不為零攝氏度時(shí), 根據(jù)熱電偶的中間溫度 定律 ,得知在這種情況下產(chǎn)生的熱電勢(shì)為: EAB(t,0) = EAB(t,t0) + EAB(t0,0) 式中: EAB(t,0) - 冷端為0,熱端為t時(shí)的熱電勢(shì)； EAB(t,

21、t0) - 冷端為t0,熱端為t時(shí)的熱電勢(shì),即實(shí)測(cè)值； EAB(t0,0) - 冷端為t0,時(shí)的應(yīng)加校正值。 將t0攝氏度的儀表實(shí)測(cè)讀數(shù)與相應(yīng)的校正值代數(shù)相加得 EAB(t,0),然后從分度表查得被測(cè)溫度t值。這種方法只適用于 實(shí)驗(yàn)室。 2.儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法 儀表的機(jī)械零點(diǎn)為儀表輸入電勢(shì)為零時(shí),指針停留的刻度點(diǎn), 也就是儀表的起始點(diǎn)。若預(yù)知熱電偶冷端溫度為t0,在此時(shí) 相當(dāng)于人為給儀表輸入熱電勢(shì)EAB(t0, 0),在接通測(cè)溫回路后, 輸入儀表的熱電勢(shì)為： EAB(t,t0) + EAB(t0,0) = EAB(t,0) 使儀表指針指示熱端溫度t值。 儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法比較簡(jiǎn)單, 如熱電偶冷

22、端溫度波動(dòng)頻繁, 變化較大,不宜采用此法 4.補(bǔ)償法 補(bǔ)償法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電壓來(lái)補(bǔ)償熱電 偶冷端溫度變化所引起的熱電勢(shì)的變化。 由熱電勢(shì)計(jì)算修正法可知,當(dāng)熱電偶冷端溫度tn偏 離規(guī)定值t0時(shí),熱電勢(shì)的修正值為EAB(tn,t0),如果在 熱電偶測(cè)量回路中串接一個(gè)等于EAB(tn,t0)的直 流電壓U,則回路的總電勢(shì)為： EAB(t,tn) + U = EAB(t,tn) + EAB(tn,t0) = EAB(t,t0) 5、多點(diǎn)測(cè)量的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償 在工業(yè)生產(chǎn)中為了有效利用控制盤(pán)和節(jié)省顯示儀表，常 通過(guò)多點(diǎn)切換開(kāi)關(guān)把幾只甚至幾十只同一分度號(hào)的熱電 偶接到一塊表上.這時(shí)可將各熱電偶的

23、冷端用補(bǔ)償導(dǎo)線引 至溫度變化比較小的地方，然后共用一個(gè)橋式補(bǔ)償器進(jìn) 行冷端溫度補(bǔ)償.補(bǔ)償方法有以下兩種. 補(bǔ)償方法有以下兩種: (1)利用一塊顯示儀表和一個(gè)冷端溫度補(bǔ)償器的多點(diǎn)測(cè)量 線路. (2)用一只輔助熱電偶對(duì)多只同型號(hào)熱電偶冷端進(jìn)行補(bǔ)償 的線路. 6、 熱電偶的校驗(yàn)和誤差分析 熱電偶的誤差來(lái)源主要有以下一些: (1)分度誤差:由于熱電極材料成分不符要求和材料均勻性 等原因, 使熱電偶的熱電性質(zhì)與統(tǒng)一的分度表之間產(chǎn)生分 度誤差。 (2)補(bǔ)償導(dǎo)線誤差:由于補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電極材料在1000C 以 下的熱電性質(zhì)不同將產(chǎn)生誤差。 3.恒溫法 在精密測(cè)溫中,一般要求熱電偶溫度保持為0攝氏度,通常采 用

24、冰點(diǎn)槽。用清潔的水制成冰屑與清潔的水相混合盛于冰 點(diǎn)槽的保溫瓶?jī)?nèi), 并使其達(dá)到平衡而保持恒定的0攝氏度, 使用時(shí)將熱電偶冷端放在插入冰點(diǎn)槽的試管底部 恒溫法是準(zhǔn)確度很高的冷端處理方法,然而使用比較麻煩, 需要保持冰,水兩相。 (3)參比端溫度變化引起的誤差:在利用補(bǔ)償電橋 進(jìn)行參比溫度補(bǔ)償時(shí),由于不能完全補(bǔ)償而產(chǎn)生 誤差。 (4)由于熱電極變質(zhì),使熱電性質(zhì)變化而產(chǎn)生誤差。 6 、熱電偶的校驗(yàn)和誤差分析 四、熱電阻溫度計(jì) 一一. .熱電阻測(cè)溫原理熱電阻測(cè)溫原理 二二. .工業(yè)常用熱電阻工業(yè)常用熱電阻 三三. .熱電阻構(gòu)造熱電阻構(gòu)造 四四. .測(cè)量誤差分析測(cè)量誤差分析 一.熱電阻測(cè)溫原理 物理學(xué)指

25、出物理學(xué)指出: :各種材料的電阻率都隨溫度變化而變化。各種材料的電阻率都隨溫度變化而變化。 若忽略物體的長(zhǎng)度和截面隨溫度的變化若忽略物體的長(zhǎng)度和截面隨溫度的變化, ,則在參比溫度則在參比溫度t0t0 下的電阻值下的電阻值Rt0Rt0和電阻率的溫度系數(shù)和電阻率的溫度系數(shù)( (簡(jiǎn)稱電阻溫度系簡(jiǎn)稱電阻溫度系 數(shù)數(shù) ) )a a已知物體已知物體, ,可以通過(guò)可以通過(guò) 測(cè)量此物體的電阻來(lái)反映其溫測(cè)量此物體的電阻來(lái)反映其溫 度。度。 二.工業(yè)常用熱電阻 在我國(guó),標(biāo)準(zhǔn)化的熱電阻現(xiàn)有鉑的和銅的兩種 工業(yè)熱電阻的品種與性能 : 1.分度號(hào) 2.R0電阻與比阻W100 3.使用特點(diǎn) 1.分度號(hào) 根據(jù)IEC規(guī)定,鉑

26、電阻有Pt10和Pt100兩種分度號(hào) 銅熱電阻按WZC標(biāo)準(zhǔn),代號(hào)有Cu50和Cu100兩種。 2.R0電阻與比阻W100 零攝氏度熱電阻值因分度號(hào)而異.比阻W100=R100/R0表 示阻絲材料的存度.比阻W100越大,存度越高,同時(shí)靈敏度 也越高.存度高, 則復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性也好。 若比阻W100相 同,R0不同時(shí),則Rt值也不同.Pt100的Rt值是Pt10值的10 倍;Cu100的Rt 值是Cu50的Rt 值的兩倍。 3.使用特點(diǎn) 鉑熱電阻用于攝氏度范圍內(nèi)測(cè)溫，銅 熱電阻因在高溫下易氧化而適用于攝氏度 范圍內(nèi)測(cè)溫。前者穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確度高；后者價(jià)格便宜， 電阻與溫度關(guān)系的線性度較好。 三.熱

27、電阻構(gòu)造 與熱電偶一樣，工業(yè)熱電阻有普通基型結(jié)構(gòu)和鎧裝結(jié)構(gòu)與熱電偶一樣，工業(yè)熱電阻有普通基型結(jié)構(gòu)和鎧裝結(jié)構(gòu) 兩種。它們都由感溫元件，引出線，保護(hù)套管，接線盒，兩種。它們都由感溫元件，引出線，保護(hù)套管，接線盒， 絕緣材料等組成，絕緣材料等組成， 熱電阻的結(jié)構(gòu) 電廠專用熱電阻和隔爆型熱電阻 套管式熱電阻 套管式熱電阻作為套管式熱電阻作為 溫度測(cè)量和控制的溫度測(cè)量和控制的 傳感器與顯示儀表傳感器與顯示儀表 配套，以直接測(cè)量配套，以直接測(cè)量 和控制生產(chǎn)過(guò)程中和控制生產(chǎn)過(guò)程中 氣體，液體和蒸汽氣體，液體和蒸汽 的溫度。不僅用于的溫度。不僅用于 發(fā)電廠管道測(cè)溫，發(fā)電廠管道測(cè)溫， 同時(shí)也用于其他工同時(shí)也用于

28、其他工 業(yè)部門(mén)的測(cè)溫。業(yè)部門(mén)的測(cè)溫。 裝配式熱電阻 工業(yè)用鉑電阻 作為溫度測(cè)量 的傳感器，通 常用來(lái)和顯示 儀表、記錄儀 表和電子調(diào)節(jié) 器配套使用。 耐腐型、耐磨型熱電阻 但在某些特殊場(chǎng)合， 如化工廠、冶煉廠、 火電廠等，用普通熱 電偶，熱電阻就極易 損壞。因此，在這些 場(chǎng)合必須采用特殊材 料及機(jī)構(gòu)的熱電偶熱 電阻。 熱敏電阻體溫表原理 輻射式溫度計(jì) 4-3 壓力測(cè)量和儀表 概述 結(jié)構(gòu)形式 彈性式壓力計(jì) 一 概述 1、法定的定義和單位 在靜止的真實(shí)流體或在理想流體中,作用在一個(gè)給定點(diǎn) 上的壓力P 單位:Pa(帕斯卡).1牛頓的力作用在1平方米平面上造成 的壓力等于是1Pa.常用的單位有MPa,

29、KPa。 2、壓力的不同型式 環(huán)境壓力或大氣壓力-這是用氣壓計(jì)測(cè)定的壓力它 是隨大氣條件和地點(diǎn)而變化的.確定為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 的大氣壓力參考值等于是101325Pa。 相對(duì)壓力或有效壓力-這是相對(duì)于環(huán)境壓力測(cè)定的 壓力。如果環(huán)境壓力是可變的,那末在某些時(shí)間間 隔中測(cè)定的壓力的相對(duì)值或有效值。 真空或負(fù)壓- 這是負(fù)的相對(duì)壓力，因此它低于環(huán) 境壓。 過(guò)壓-這是正的相對(duì)壓力。 差壓-這是兩個(gè)壓力的差值。 絕對(duì)壓力-相對(duì)于真空測(cè)量的壓力。 絕對(duì)壓力動(dòng)畫(huà)演示 3、壓力測(cè)量 A壓力探頭和靜壓測(cè)量 （1）靜止流體 （2）運(yùn)動(dòng)流體 B. 總壓和動(dòng)壓測(cè)量 （1）總壓測(cè)量-單畢托管 （2）動(dòng)壓測(cè)量-雙畢托管 （1）靜止

30、流體 靜止流體-在靜止流體情況下,一個(gè)正確的取壓口應(yīng)該保證 經(jīng)受壓力的空間與測(cè)量?jī)x表之間的傳遞連續(xù)性。可以借助 于任何直徑的孔( 然而相對(duì)于區(qū)域尺寸來(lái)說(shuō)是足夠小的)取 壓。 （2）運(yùn)動(dòng)流體 運(yùn)動(dòng)流體-具有各種各樣的儀表(或探頭)用來(lái)測(cè)量 流體內(nèi)部的靜壓然而應(yīng)該謹(jǐn)慎用使用這些探頭必須 以知被測(cè)點(diǎn)流線方向?yàn)榍疤嵊商筋^定向不佳造成的 測(cè)量誤差一般和局部速度的平方成正比, 因此用隨 想流向與探頭之間的入射角而變化的比值來(lái)表示這 種誤差是合理的。 常用的探測(cè)原件有塞爾(SER)原盤(pán),雙孔葉片,普朗 特( PRANDOT) 管 , 吉勒德(Girerd)-吉也納 (Guiennu)探頭. （1）總壓測(cè)量-

31、單畢托管 假定一個(gè)靜止的障礙物位于運(yùn)動(dòng)的理想流體內(nèi)部.有一條流 線在障礙物的R 點(diǎn)滯止,沿著這條流線我們可以應(yīng)用伯努力 方程。 在滯止點(diǎn)R上速度等于零因此令h=ZM-ZR,可以得到表達(dá)式 PR=PM+pgh+um2/2(1.8) 滯止壓力PR就代表總壓。 畢托管 畢托管是由一個(gè)垂 直裝在支桿上的圓 筒形測(cè)量頭組成的 管狀裝置，通過(guò)測(cè) 試點(diǎn)的動(dòng)壓和靜壓 差值求出該點(diǎn)流速 或某截面的流量。 測(cè)速管示意圖 （2）動(dòng)壓測(cè)量-雙畢拖管 測(cè)定動(dòng)壓或者測(cè)定一個(gè)點(diǎn)上的流速這都是一回事它裝有與 壓差表相連的總壓取壓口R R及靜壓取壓口M.M.當(dāng)忽略重力項(xiàng) 時(shí)我們從方程(1.8)(1.8)可以得到 U=(2(PR

32、-Pm)/p)0.5U=(2(PR-Pm)/p)0.5。 4、計(jì)量特性 （1 1）特性規(guī)范特性規(guī)范 （2 2）準(zhǔn)確度規(guī)范）準(zhǔn)確度規(guī)范 （3 3）環(huán)境參數(shù)的影響）環(huán)境參數(shù)的影響 （4 4）壓力計(jì)的分類）壓力計(jì)的分類 （5 5）有關(guān)壓力計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)）有關(guān)壓力計(jì)的標(biāo)準(zhǔn) （1）特性規(guī)范 量程對(duì)儀表來(lái)說(shuō)可適用的被測(cè)量終端值之間的代數(shù)差值量程對(duì)儀表來(lái)說(shuō)可適用的被測(cè)量終端值之間的代數(shù)差值, , 而而 且在該范圍內(nèi)別處確定的傳感器的計(jì)量特性是受保證的。且在該范圍內(nèi)別處確定的傳感器的計(jì)量特性是受保證的。 量程的選擇是一項(xiàng)重要的工作量程的選擇是一項(xiàng)重要的工作. .例如要用一只量程為例如要用一只量程為0-500-50b

33、ar,bar, 準(zhǔn)確度為準(zhǔn)確度為1%1%滿刻度的傳感器測(cè)量滿刻度的傳感器測(cè)量0.10.1barbar的壓力的壓力, ,這是十分可笑這是十分可笑 的。的。 為了得到儀表的最佳特性為了得到儀表的最佳特性, ,以工作在滿量程為好以工作在滿量程為好, ,但也不要超但也不要超 過(guò)儀表的量程過(guò)儀表的量程. .后者可能損壞傳感器。后者可能損壞傳感器。 （2）準(zhǔn)確度規(guī)范 遷移誤差：定義為造成傳感器指示值發(fā)生可覺(jué)察變化的被 測(cè)量的最大變化量。 它是由于摩擦間隙及引伸到所有那些 造成傳感器輸出信號(hào)不連續(xù)性的現(xiàn)象造成的。 在大多數(shù)壓 力傳感器中, ,這種誤差是覺(jué)察不到的或者非常小。 （3）環(huán)境參數(shù)的影響 環(huán)境參數(shù)是

34、指所有那些對(duì)于測(cè)量?jī)x器的隨便那一環(huán)境參數(shù)是指所有那些對(duì)于測(cè)量?jī)x器的隨便那一 元件起作用的量它可能造成錯(cuò)誤的指示值。元件起作用的量它可能造成錯(cuò)誤的指示值。 然而然而 這些參數(shù)的物理效應(yīng)一般被很好地定量說(shuō)明往往這些參數(shù)的物理效應(yīng)一般被很好地定量說(shuō)明往往 有可能通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算或特殊的校驗(yàn)加以修正。有可能通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算或特殊的校驗(yàn)加以修正。 當(dāng)然我們這里說(shuō)的是影響量的慢變化而不是熱沖當(dāng)然我們這里說(shuō)的是影響量的慢變化而不是熱沖 擊擊( (熱沖擊或機(jī)械沖擊熱沖擊或機(jī)械沖擊),),后者可能具有破壞作用。后者可能具有破壞作用。 a. a. 溫度溫度 b. b. 其它參數(shù)其它參數(shù) a. 溫度 溫度使得構(gòu)成壓力傳

35、感器的材料的尺寸和物理性質(zhì)發(fā)生變溫度使得構(gòu)成壓力傳感器的材料的尺寸和物理性質(zhì)發(fā)生變 化?；?。 最受影響的特性是最受影響的特性是: :電阻率與應(yīng)變計(jì)系數(shù)有關(guān)的壓阻電阻率與應(yīng)變計(jì)系數(shù)有關(guān)的壓阻 系數(shù)系數(shù), ,電容式傳感器的介電常數(shù)壓電系數(shù)以及可使感受體電容式傳感器的介電常數(shù)壓電系數(shù)以及可使感受體 壓力壓力- -變形關(guān)系發(fā)生變化的楊氏模量。變形關(guān)系發(fā)生變化的楊氏模量。 由此引入了零點(diǎn)誤由此引入了零點(diǎn)誤 差和靈敏誤差以量程的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。差和靈敏誤差以量程的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。 b. 其它參數(shù) 在可變電容式傳感器情況下在可變電容式傳感器情況下, ,大氣濕度影響它的介大氣濕度影響它的介 電常數(shù)電常數(shù); ; 大

36、氣壓力的影響可容易地通過(guò)加減加以大氣壓力的影響可容易地通過(guò)加減加以 修正在運(yùn)動(dòng)情況下加速度在感受件上造成一個(gè)附修正在運(yùn)動(dòng)情況下加速度在感受件上造成一個(gè)附 力并改變了它的影響。對(duì)于振動(dòng)來(lái)說(shuō)它導(dǎo)致背景力并改變了它的影響。對(duì)于振動(dòng)來(lái)說(shuō)它導(dǎo)致背景 噪聲噪聲, ,而且而且, ,如果傳感器的可動(dòng)部件在它的諧振頻如果傳感器的可動(dòng)部件在它的諧振頻 率附近被激勵(lì)率附近被激勵(lì), ,那么那么, ,這種振動(dòng)可能是特別有害的。這種振動(dòng)可能是特別有害的。 （4）壓力計(jì)的分類 a. a. 壓力計(jì)按感壓元件分類壓力計(jì)按感壓元件分類 b. b. 按被測(cè)壓力的種類分類按被測(cè)壓力的種類分類 c. c. 按壓力計(jì)的性能分類按壓力計(jì)的

37、性能分類 d. d. 按壓力計(jì)的用途分類按壓力計(jì)的用途分類 E. E. 按壓力計(jì)的形狀按壓力計(jì)的形狀, ,精度分類精度分類 a.壓力計(jì)按感壓元件分類 (1)液柱式壓力計(jì)U形管壓力計(jì) 單管壓力計(jì) 斜管壓力計(jì) 鐘罩壓力計(jì) C字形壓力計(jì) 盤(pán)旋形壓力計(jì) (2)彈性壓力計(jì) 波紋管壓力計(jì)螺旋形壓力計(jì) 膜片式壓力計(jì) 波紋管壓力計(jì) 膜盒式壓力計(jì) b.按被測(cè)壓力的種類分類 (1)表壓力計(jì) 真空計(jì) 壓力真空計(jì) 壓力計(jì) (2)絕對(duì)壓力計(jì) (3)差壓計(jì) c.按壓力計(jì)的性能分類 指示式壓力計(jì) 帶警報(bào)器壓力計(jì) 1 現(xiàn)場(chǎng)顯示型 - 帶調(diào)節(jié)器壓力計(jì) 記錄式壓力計(jì) 電動(dòng)壓力變送器 2 遠(yuǎn)距離顯示型 氣動(dòng)壓力變送器 d.按壓力計(jì)

38、的用途分類 普通型,耐熱型,耐振型,耐熱耐振型,密封型,安全型,蒸氣型, 禁油型,法蘭連結(jié)型,帶隔膜封入液型。 E.按壓力計(jì)的形狀,精度分類 外部形狀 指示形狀,同心,偏心型,單針型,雙針型,多針 型, 刻度形狀,圓形刻度型,扇形刻度型,直線 刻度型。 精度:0.2級(jí)-0.3級(jí) 圓型圓型 方型方型 一般壓力表 袖珍數(shù)字壓力計(jì) 彈簧管壓力計(jì) 1.金屬?gòu)椈晒?2.指針 3-連桿 4.扇型齒輪 5.彈簧 6-底座 7.測(cè)壓接頭 8.小齒輪 9.外殼 耐高溫壓力表 彈簧管壓力計(jì) （5）有關(guān)壓力計(jì)的標(biāo)準(zhǔn) 1:(1)JIS標(biāo)準(zhǔn),NEC電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn),NEMA標(biāo)準(zhǔn)。 (2)工廠電氣設(shè)備防爆指南。 (3)一般高

39、壓氣體的安全保障規(guī)則,液化石油氣的 安全保障規(guī)則, 勞動(dòng)安全衛(wèi)生法。 2: 液柱式壓力計(jì) 液柱式壓力計(jì)是由液柱的高度產(chǎn)生的壓力和被測(cè)量 的壓力平衡,并用液柱高度表示相應(yīng)壓力的一次壓 力計(jì).用液體壓力計(jì)測(cè)量壓力也是測(cè)量差壓。 常用 的工作液體是水和水銀。 二、 結(jié)構(gòu)形式 1 1 U U形管壓力計(jì)形管壓力計(jì) 2 2 單管壓力計(jì)單管壓力計(jì) 3 3 斜管壓力計(jì)斜管壓力計(jì) 4 4 絕對(duì)壓力計(jì)絕對(duì)壓力計(jì) 5 5 壓力計(jì)的組成壓力計(jì)的組成 6 6 使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng) 1 U形管壓力計(jì) U形管壓力計(jì)一般用水銀或水做工作介質(zhì),測(cè)量范圍分別 為0-2000mmH2o或mmHg. 用水作工作介質(zhì)時(shí)不能測(cè) 量絕

40、對(duì)壓力但是可以測(cè)量表壓力和差壓壓力。用水銀做 工作介質(zhì)時(shí)能測(cè)表壓力絕對(duì)壓力和差壓壓力。U形管壓 力計(jì)多用做工業(yè)測(cè)量用的標(biāo)準(zhǔn)器。 U形管壓力計(jì) 2 單管壓力計(jì) 單管壓力計(jì)是把U形管壓力計(jì)的一側(cè)管徑作得很 大,只在細(xì)管一側(cè)單邊取讀數(shù)。 如圖3.3所示。因 此標(biāo)尺采用修正過(guò)大容器液面高度變化的刻度測(cè) 量修正能以0.1mmH2o或0.1mmHg的精度測(cè)量. 公式如下: h=h(1+a/A) 式中: h-液面的高度差(壓力差) h-細(xì)管一側(cè)的液面移動(dòng)高度 a-細(xì)管的內(nèi)截面積 A- 大容器的截面熟積 3 斜管壓力計(jì) 斜管壓力計(jì)是細(xì)管傾斜的單管壓力計(jì)。細(xì)管的傾斜使液 面的位移距離加長(zhǎng)從而放大指示液柱高度的刻

41、度,測(cè)量范 圍在0-50mmH2o(或0-50mmHg)。能以0.01mmH2或 0.01mmHg的精度進(jìn)行測(cè)量,在工業(yè)測(cè)量中用作微壓測(cè)量 的標(biāo)準(zhǔn)器。 4 絕對(duì)壓力計(jì) 把U形管一側(cè)的水銀面上部分抽真在U形管的一側(cè)就能得 到絕對(duì)壓力。這種一側(cè)封閉真空的壓力計(jì)叫絕對(duì)壓力計(jì). 其測(cè)量范圍是小于760mmHg的。 5 壓力計(jì)的組成 壓力計(jì)一般由三個(gè)部分組成: (1)感壓部分: 接受要測(cè)的壓力并把被測(cè)壓力變換 成位移或;感壓部分元件有:U形管,單管,斜管,波紋 管,膜片,膜盒等 (2)傳送部分:把來(lái)自感壓部分的位移或者力的信號(hào) 通過(guò)放大或者變換成統(tǒng)一的電信號(hào)或空氣壓信號(hào) 傳送到指示部分;傳送部分有:直接

42、傳動(dòng)式傳送部 分,電動(dòng)變送式傳送部分等 (3)指示部分:接收來(lái)自傳送部分的信號(hào)并指示,記 錄被測(cè)壓力。指示部分有: 現(xiàn)場(chǎng)顯示型壓力計(jì),遠(yuǎn) 距離顯示型壓力顯示部分。 6 使用注意事項(xiàng) 測(cè)壓液體和管子應(yīng)是干凈的測(cè)壓液體和管子應(yīng)是干凈的, ,臟東西的存在同時(shí)臟東西的存在同時(shí) 使密度和表面張力發(fā)生變化這兩種效應(yīng)難以定量使密度和表面張力發(fā)生變化這兩種效應(yīng)難以定量 說(shuō)明說(shuō)明, ,它們表現(xiàn)為彎月面形狀不規(guī)則它們表現(xiàn)為彎月面形狀不規(guī)則, ,其截面各異。其截面各異。 上升帶有跳動(dòng)上升帶有跳動(dòng), ,管子應(yīng)常用硫代鉻酸的混合物清管子應(yīng)常用硫代鉻酸的混合物清 結(jié)用酒精洗滌并在存靜空氣中干燥結(jié)用酒精洗滌并在存靜空氣中干

43、燥, , 測(cè)壓液體應(yīng)測(cè)壓液體應(yīng) 該定期更換或再生處理。該定期更換或再生處理。 管子應(yīng)該是圓形的。截面的變化造成容積式壓力管子應(yīng)該是圓形的。截面的變化造成容積式壓力 計(jì)的截面修正誤差和毛細(xì)效應(yīng)誤差。計(jì)的截面修正誤差和毛細(xì)效應(yīng)誤差。 確安裝測(cè)量裝置確安裝測(cè)量裝置, ,保持系統(tǒng)的密封性。連接管內(nèi)保持系統(tǒng)的密封性。連接管內(nèi) 不應(yīng)該含有寄生流體玻璃管內(nèi)在更換或清洗時(shí)經(jīng)不應(yīng)該含有寄生流體玻璃管內(nèi)在更換或清洗時(shí)經(jīng) 常由于碰常由于碰, ,摔而碎或出現(xiàn)裂紋摔而碎或出現(xiàn)裂紋, ,所以操作要十分注所以操作要十分注 意。意。 三、彈性式壓力計(jì) 彈性式壓力計(jì)便于安裝,帶有標(biāo)準(zhǔn)化螺紋接點(diǎn)(NFE-15-012). 讀數(shù)方

44、便和價(jià)格低廉使之成為非常有用的工業(yè)儀表這些壓 力計(jì)對(duì)于那些影響材料彈性的量是敏感的。如溫,脈動(dòng),振 動(dòng),腐蝕性流體等原因。 1 波紋管壓力計(jì) 2 膜片壓力計(jì) 1 波紋管壓力計(jì) 波紋管壓力外圓沿軸向有深槽形波紋狀縐摺波紋管壓力外圓沿軸向有深槽形波紋狀縐摺, , 并沿并沿 軸向能夠伸縮軸向能夠伸縮. .因?yàn)槟蛪簭?qiáng)度有限因?yàn)槟蛪簭?qiáng)度有限. .所以多用作低壓所以多用作低壓 壓力的感壓原件。壓力的感壓原件。 波紋管的壽命是使波紋管在一定的循環(huán)壓力作用波紋管的壽命是使波紋管在一定的循環(huán)壓力作用 下下, ,循環(huán)伸縮循環(huán)伸縮, ,用直到破壞的循環(huán)次數(shù)表示波紋管的用直到破壞的循環(huán)次數(shù)表示波紋管的 壽命。壽命。

45、雙波紋管壓差計(jì) 2 膜片壓力計(jì) 膜片壓力計(jì)有兩類膜片壓力計(jì)有兩類: : 一類是利用膜片彈性制成的彈性膜片壓力計(jì)一類是利用膜片彈性制成的彈性膜片壓力計(jì) 另一類是用膜片把被測(cè)流體和壓力計(jì)的其它部另一類是用膜片把被測(cè)流體和壓力計(jì)的其它部 分分隔分分隔, ,即所謂非彈性膜片壓力計(jì)。即所謂非彈性膜片壓力計(jì)。 彈性壓力計(jì)構(gòu)造不太復(fù)雜彈性壓力計(jì)構(gòu)造不太復(fù)雜, ,無(wú)須特殊管理無(wú)須特殊管理. .但應(yīng)經(jīng)但應(yīng)經(jīng) 常接受檢定計(jì)量法對(duì)其修理有嚴(yán)格的限制常接受檢定計(jì)量法對(duì)其修理有嚴(yán)格的限制, ,不受不受 限制的修理項(xiàng)目限制的修理項(xiàng)目, ,只有更換表蒙玻璃一項(xiàng)只有更換表蒙玻璃一項(xiàng), ,其它修其它修 理工作理工作, ,必須由

46、專門(mén)的修理工或是計(jì)量管理部門(mén)必須由專門(mén)的修理工或是計(jì)量管理部門(mén) 指定的工廠承擔(dān)。指定的工廠承擔(dān)。 四、壓力變送器 一. . 變送器的概念 二. . 電阻應(yīng)變片式 三. 力平衡式傳感器 四. . 電容式壓力傳感器 五. 壓力表的選擇和安裝 一.變送器的概念 變送器( (傳感器) )這一詞是指將被測(cè)的某一物理量按 照一定轉(zhuǎn)換規(guī)律轉(zhuǎn)換成另一種已知的物理量的一種 轉(zhuǎn)換裝置。它是一個(gè)用于檢測(cè)控制變量( (信息) )的器 件, , 它具有檢測(cè), ,轉(zhuǎn)換, ,傳輸信息的功能。 近來(lái)把傳感器直接定義為: :能感知, ,并檢測(cè)出被測(cè)對(duì) 象之信息的機(jī)器。也就是說(shuō), ,傳感器能夠代替人的 五官( (視、聽(tīng)、嗅、味、

47、觸) ) 來(lái)完成某些功能的機(jī) 器。同時(shí), ,即使人的五官不能感知的現(xiàn)象( (例如紅外 線、電磁波、超聲波等) )也能感知。 工作原理： YSZK-100YSZK-100系列壓力變送是 一種固態(tài)壓力變送器。用 先進(jìn)工藝制成的壓阻式敏 器件，在激勵(lì)電壓的作下， 將作用在膜片上的被惻力 所性趁形成的應(yīng)力轉(zhuǎn)換電 壓信號(hào)。 YSZK-100系列壓力變送器 144144LDLD，144LVD144LVD智能型電智能型電 動(dòng)浮筒液位變送器是根據(jù)動(dòng)浮筒液位變送器是根據(jù) 阿基米德浮力原理進(jìn)行設(shè)阿基米德浮力原理進(jìn)行設(shè) 計(jì)的，利用微小的金屬膜計(jì)的，利用微小的金屬膜 片應(yīng)變傳感技術(shù)，用于測(cè)片應(yīng)變傳感技術(shù)，用于測(cè) 量液

48、體的液位、界位或密量液體的液位、界位或密 度?？赏ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)進(jìn)行度?？赏ㄟ^(guò)現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)進(jìn)行 常規(guī)設(shè)定操作，也可通過(guò)常規(guī)設(shè)定操作，也可通過(guò) PCPC機(jī)軟件或終端進(jìn)行遠(yuǎn)程機(jī)軟件或終端進(jìn)行遠(yuǎn)程 組態(tài)和監(jiān)控。可用于各類組態(tài)和監(jiān)控?？捎糜诟黝?危險(xiǎn)場(chǎng)合。危險(xiǎn)場(chǎng)合。 智能型電動(dòng)浮筒液位變送器 144 144LDLD，144LVD144LVD智智 能型電動(dòng)浮筒液位變能型電動(dòng)浮筒液位變 送器，送器， 引進(jìn)福克斯波羅的引進(jìn)?？怂共_的 技術(shù)和原裝組件生產(chǎn)技術(shù)和原裝組件生產(chǎn) 的智能型液位、界位的智能型液位、界位 或密度測(cè)量變送器。或密度測(cè)量變送器。 具有極的高精度和良具有極的高精度和良 好的穩(wěn)定性。好的穩(wěn)定性。 智能

49、型電動(dòng)浮筒液位變送器 智能式變送器 擴(kuò)散硅壓力變送器 變送器外型尺寸變送器外型尺寸 電感式液位變送器 壓力變送器 BUS液位變送器 氣動(dòng)差壓變送器 主要用來(lái)連續(xù) 測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程 中液體、蒸汽 及氣體的壓力， 并將壓力轉(zhuǎn)換 成20-100KPa 的壓力訊號(hào)。 帶法蘭差壓變送器 QBF帶法蘭差壓變 送器系法蘭的形式 和被測(cè)量對(duì)象相聯(lián) 系的差壓變送器， 可用來(lái)連續(xù)測(cè)量粘 興流體、腐蝕性、 沉淀性、結(jié)晶性流 體的液位、分界面 和流量等。 電感壓力變送器 氣動(dòng)絕對(duì)壓力變送器 DBY-DBY-型氣動(dòng)壓力變 送器，主要用來(lái)連 續(xù)測(cè)量生產(chǎn)過(guò)程中 液體或氣體的絕對(duì) 壓力，并將其轉(zhuǎn)換 成標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信號(hào)。 本變送器可

50、以在有 爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)合工 作。 氣動(dòng)帶法蘭壓力變送器 QBYF型氣動(dòng)帶法 蘭壓力變送器，系 以法蘭形式與被測(cè) 介質(zhì)聯(lián)接，用隔離 膜片測(cè)量的壓力變 送器，可用來(lái)測(cè)量 粘性，腐蝕性、沉 淀性、結(jié)晶性流體 的壓力。 陶瓷壓力變送器 差壓變送器 氣動(dòng)溫度變送器 QBW型氣動(dòng)溫度壓 力變送器與相應(yīng)的敏 感元件配套，用來(lái)測(cè) 量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的 各種介質(zhì)的溫度，將 溫度比例地轉(zhuǎn)換成 20-100kPa的標(biāo)準(zhǔn)氣 壓信號(hào)輸出。 法蘭安裝差壓變送器 壓力（表壓）變送器 二.電阻應(yīng)變片式 電阻式壓力傳感器是目前用得最多的一種壓力傳感 器, 其作用原理是根據(jù)導(dǎo)體在外界壓力作用下電阻 發(fā)生變化,而電阻的變化R與作用的壓

51、力P成比例, 即 R= f(P)。 根據(jù)壓力式傳感器的發(fā)展情況。大體經(jīng)歷了以下的 變化過(guò)程: 電位計(jì)式非粘帖式粘帖式薄膜應(yīng) 變式擴(kuò)散半導(dǎo)體和粘帖梁半導(dǎo)體應(yīng)變式等多種類 型. 除電位計(jì)式外,其它統(tǒng)稱為應(yīng)變式。 1. 電位式壓力傳感器 2. 非粘帖應(yīng)變式壓力傳感器 3. 紅外線光電傳感器 有什么特別？ 1. 電位式壓力傳感器 電位式壓力傳感器實(shí)質(zhì)上是壓力儀表中彈性敏感 元件受壓后的位移, 推動(dòng)一個(gè)電位器的滑動(dòng)電刷, 從而改變電位器電阻比產(chǎn)生輸出信號(hào),其輸出信號(hào) 可以是電壓或電流,從而進(jìn)行壓力測(cè)量的傳感器. 所以這種傳感器實(shí)際上是一個(gè)變阻器。 這種傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,有較大的信號(hào)輸 出,適用于

52、交直流,精度一般在1%左右。 但是不 能適用于振動(dòng),動(dòng)態(tài)和精密測(cè)試。 2. 非粘帖應(yīng)變式壓力傳感器 金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變(應(yīng)變) 時(shí), 其電阻也發(fā)生相應(yīng)的變化的現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng).利 用應(yīng)變效應(yīng)制作的傳感器稱為應(yīng)變式傳感器.在應(yīng)變式 壓力傳感器中, 直接利用電阻絲或片,當(dāng)壓力作用下其 電阻隨之相應(yīng)變化來(lái)測(cè)量壓力的傳感器. 3.紅外線光電傳感器 紅外傳感器工作原理 三.力平衡式傳感器 力平衡式力平衡式是一種伺服機(jī)構(gòu),其中利用探測(cè)器信號(hào)來(lái)生 產(chǎn)一個(gè)fr,這個(gè)力與由被測(cè)壓力作用在感受體上的力 fP相對(duì)抗?？刂聘惺荏w的位置,伺服裝置限制了它的 位移,保持很小的位移量(0.1-10um

53、).因此機(jī)械缺陷 (例如,感受體變形的非線性) 不可逆性(間隙,滯后作 用)以及熱膨脹的影響可以被消除或者至少可以顯著 減小。 電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器- - 施加在感受體上的由一只布置在永 久磁鐵的磁極之間并通入控制電流I I的可動(dòng)線圈產(chǎn)生 的力相抵消。 靜電驅(qū)動(dòng)器靜電驅(qū)動(dòng)器- -用一只剛性可忽略的膜片作為雙電容器 的中心極片。 四.電容式壓力傳感器 利用兩平行板電容可以測(cè)量壓力的傳感器 稱為電 容式壓力傳感器 電容式壓力傳感器可分為三種類型: :改變面積式, , 變介電質(zhì)的變間隙式( (可以用空氣, ,固體介質(zhì)如云 母等) )和變極間距離等三類. . 1. 1. 差動(dòng)電容式 2. 2. 可

54、動(dòng)板電容式 3. 3. 霍爾式壓力傳感器 傳感器結(jié)構(gòu) 1. 差動(dòng)電容式 l 被測(cè)壓力通過(guò)敏感元件被測(cè)壓力通過(guò)敏感元件膜盒傳到膜片上膜盒傳到膜片上, ,使膜片產(chǎn)生位使膜片產(chǎn)生位 移。移。 由于極板構(gòu)成差動(dòng)式由于極板構(gòu)成差動(dòng)式, ,從而使位于膜片上下兩部分的電從而使位于膜片上下兩部分的電 容變化。所以膜片作為可動(dòng)極板容變化。所以膜片作為可動(dòng)極板, ,其位移量與被測(cè)壓力成比其位移量與被測(cè)壓力成比 例。當(dāng)接入交流電橋或其它分壓電路便可檢測(cè)出被測(cè)壓力例。當(dāng)接入交流電橋或其它分壓電路便可檢測(cè)出被測(cè)壓力 的大小。的大小。 2.可動(dòng)板電容式 傳感器由外殼以及夾在外殼中的金屬膜片,緊固在調(diào)節(jié)桿 上的金屬盤(pán),以及

55、壓力引入管等部件組成。通過(guò)移動(dòng)調(diào)節(jié) 桿可以使金屬盤(pán)改變與膜片之間的距離, 從而可以改變金 屬盤(pán)與膜片間的初始極間距離。在安裝時(shí)應(yīng)使金屬調(diào)節(jié) 桿與外殼絕緣。金屬膜片在壓力作用下改變了初始極間 的距離,從而使電容發(fā)生變化,經(jīng)測(cè)試電路便可測(cè)得被測(cè)的 壓力值。 3.霍爾式壓力傳感器 位于磁場(chǎng)中的靜止載流體,當(dāng)其電流I的方向與磁場(chǎng) 強(qiáng)度的方向之間有夾角時(shí),則在載流體中平行于 H,I的兩側(cè)面之間將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),這一物理現(xiàn)象稱為 霍爾效應(yīng)。 霍爾壓力傳感器一般由兩部分組成,一部分是彈性 元件,用它來(lái)感受壓力并把壓力轉(zhuǎn)換成位移量,另一 部分是霍爾元件和磁路系統(tǒng).通常把霍爾元件固定 在彈性元件上,這樣當(dāng)彈性元件在

56、壓力作用下產(chǎn)生 位移時(shí),就帶動(dòng)霍爾元件在均勻梯度的磁場(chǎng)中移動(dòng), 從而產(chǎn)生霍爾電勢(shì).所用彈性元件可以是彈簧觀或 膜盒等. 1.直管頭 2.接線螺母 3.過(guò) 4.前導(dǎo)向器 5.葉輪 6.外殼 7.前置放大器 8.密封墊圈 傳感器結(jié)構(gòu)及安裝尺寸示意圖 五.壓力表的選擇和安裝 1一般的選擇條件 首先在明確所要求的規(guī)格,使所用壓力計(jì)與所要 求的規(guī)格完全相符,編制規(guī)格說(shuō)明書(shū)。 (1)儀器種類的選擇 (2)(2)儀器規(guī)格的選擇 (3)(3)性能規(guī)格的選定 五.壓力表的選擇和安裝 2 2 環(huán)境與被測(cè)對(duì)象的選擇條件。 (1)環(huán)境的選擇條件 (2)(2)測(cè)量對(duì)象的選擇 壓力計(jì)的安裝 在壓力測(cè)量中,通常采用的方式是

57、先選定測(cè)壓點(diǎn), 再選一個(gè)位置放壓力控制部分,然后用導(dǎo)壓管把測(cè) 壓點(diǎn)和檢測(cè)部分連接起來(lái)進(jìn)行測(cè)量。 (1)儀器種類的選擇 需要有現(xiàn)場(chǎng)指示或現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警的場(chǎng)合,選用有指針的直接傳 動(dòng)式壓力計(jì)。 關(guān)于氣動(dòng)或電動(dòng)壓力變送器的選用應(yīng)有效 地利用其各自的特點(diǎn)。關(guān)于氣動(dòng)壓力變送器, 不需要考慮 防爆,防噪聲等問(wèn)題。缺點(diǎn)是傳送的距璃受限制。 電動(dòng)壓力變送器,對(duì)傳送距璃沒(méi)有限制。但是必須根據(jù)要 求考慮防爆問(wèn)題和采取防雷電,防噪聲的比要措施。 (2)儀器規(guī)格的選擇 a.測(cè)量范圍: 壓力計(jì)一般采用系列化的幾種型號(hào)的 儀器,可測(cè)量很寬的壓力范圍。 b.材料: 在材料的選擇方面,對(duì)于感壓元件安裝法蘭 盤(pán)部分和指示變換部分有具

58、體要求,按要求選擇標(biāo) 準(zhǔn)材料或特殊材料。在進(jìn)行材料選擇時(shí), 要考慮被 測(cè)流體和設(shè)置的環(huán)境等。 c.輸出指示部分: 選擇壓力計(jì)時(shí)即要符合工業(yè)要求, 還要遵守有關(guān)壓力規(guī)格的法規(guī).例如在高壓氣體管 理法和勞動(dòng)安全衛(wèi)生規(guī)則適用的場(chǎng)合使用壓力計(jì)時(shí), 必須遵守相應(yīng)的規(guī)定。 (3)性能規(guī)格的選定 a.測(cè)量精度: 測(cè)量?jī)x器的精度一般指相對(duì)于儀器滿量程的百分 比,通常用包括直線性, 遲滯和重復(fù)性的綜合精度表 示。機(jī)械式壓力計(jì)的測(cè)量精度一般在正負(fù)1-3%, 氣 動(dòng)和電動(dòng)壓力變送器的精度一般為正負(fù)0.5-0.2%. 應(yīng)根據(jù)所要求的規(guī)格,選擇必要精度的壓力計(jì)。 b.溫度變化范圍和靜壓選擇范圍： 關(guān)于這些特性,有工廠發(fā)

59、表的數(shù)據(jù).在選擇壓力計(jì)時(shí), 特別是在這些特性對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響時(shí),要全面研 究選擇壓力計(jì)的條件。 (1)環(huán)境的選擇條件 a.在受機(jī)械振動(dòng)與沖擊時(shí),選用具有耐振結(jié)構(gòu)的壓力計(jì)。 b.裝設(shè)壓力計(jì)的場(chǎng)所,如環(huán)境溫度是高溫時(shí),要選用結(jié)構(gòu)上 耐高溫, 行能上具有溫度補(bǔ)償?shù)膲毫τ?jì)。 c.在腐蝕性環(huán)境或爆炸性環(huán)境中不得不裝設(shè)壓力計(jì)。要 采用防腐措施, 防止損壞儀表。選用的壓力計(jì)符合工廠 防爆安全結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。 (2)測(cè)量對(duì)象的選擇 a.測(cè)量高溫或低溫流體時(shí),最好的方法,一般是對(duì)導(dǎo) 壓管采取散熱, 冷卻或加熱等措施,使得被測(cè)流體 的溫度在到達(dá)感壓元件之前就變成常溫,盡可能選 用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的溫度計(jì)。 b.當(dāng)被測(cè)對(duì)象是高粘

60、度流體或固體細(xì)粒的流體時(shí), 最好選用接觸面積大的帶隔膜的壓力計(jì)。對(duì)于常 溫下粘度大的流體,要用蒸氣進(jìn)行保溫。 c.當(dāng)被測(cè)流體具有腐蝕性時(shí), 可以選擇采用耐腐蝕 材料感壓元件的壓力計(jì)或選用帶腐蝕材料隔膜的 壓力計(jì)。 (2)測(cè)量對(duì)象的選擇 d.對(duì)于氧氣或食品之類的被測(cè)對(duì)象,如果所用壓力 計(jì)內(nèi)存有油,則可能發(fā)生危險(xiǎn)或造成污染.因此必須 使用禁油標(biāo)記的壓力計(jì)。 e.當(dāng)被測(cè)壓力急劇變化時(shí),不僅難以準(zhǔn)確測(cè)量,而且 由于指示機(jī)構(gòu)磨損和感壓元件疲勞,壓力計(jì)的主要 部分會(huì)受到損害。在這樣場(chǎng)合,最好使用帶有緩沖 裝置的壓力計(jì)或感壓元件,帶有緩沖用阻尼閥的壓 力計(jì)。 此外,壓力計(jì)應(yīng)做到安全防護(hù),如加防護(hù)罩, 新購(gòu)進(jìn)