檢測技術(shù)及儀表

1、機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社檢測技術(shù)及儀表教學課件o 總目錄第第1章章 測量技術(shù)及誤差理論基礎(chǔ)測量技術(shù)及誤差理論基礎(chǔ)第第2章章 溫度的測量溫度的測量第第3章章 壓力和壓差的測量壓力和壓差的測量第第4章章 流量的測量流量的測量第第5章章 物位的測量物位的測量第第6章章 機械量的測量機械量的測量機械工業(yè)出版社第1章 測量技術(shù)及誤差理論基礎(chǔ)測量技術(shù)及誤差理論基礎(chǔ) 本章介紹檢測技術(shù)和測量儀表的作用、測量的基本概念、儀表性能指標的計算方法和測量誤差的基本理論；分析了測量誤差的產(chǎn)生原因及處理方法；測量準確度的評定與表示方法。 返總目錄返總目錄機械工業(yè)出版社教學目錄：1.11.11.21.2返總目錄返總目錄

2、機械工業(yè)出版社 1.1 概述1.1.1 測量的概念測量的概念1.1.2 測量方法測量方法重點：測量的概念。重點：測量方法的分類。 難點：組合測量法。返總目錄返總目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社重點：測量的變換功能。 難點：測量的變換功能。1.1.4 測量儀表的基本性能指標測量儀表的基本性能指標重點：靜態(tài)特性指標。 難點：動態(tài)特性指標。1.1.3 測量儀表的基本功能測量儀表的基本功能返總目錄返總目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社1.1.1 測量的概念測量測量：就是借助專用的工具或裝置，通過適當?shù)膶嶒灧椒ɑ?計算，對被測對象收集信息的過程。 包括：狹義測量，廣義測量 0XXK X為被測量

3、；X0為標準量，即單位；K為比值倍數(shù)。返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社1.1.2 測量方法直接測量法直接測量法：用測量精確程度較高的儀器測量被測量，直接得到測量結(jié)果的方法 。間接測量法間接測量法：利用被測量與某些物理量間的函數(shù)關(guān)系，先測出這些物理量（間接量），再得出被測量數(shù)值的方法。組合測量法組合測量法：被測量與多個量存在多元函數(shù)關(guān)系時，可以直接測量出這幾個相關(guān)的量，然后解方程組求出被測量 。返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社1.1.3 測量儀表的基本功能1.1.變換功能變換功能 ：利用物質(zhì)的物理、化學性質(zhì)，把被測量轉(zhuǎn)變成便于測量、傳輸和處理的另一種物

4、理量的過程。2. 2. 選擇功能選擇功能：實現(xiàn)測量，在設(shè)計制造儀表或變換元件時，應使其具有選擇的功能，即選擇有用測量信號而抑制其他干擾信號的功能。 3. 3. 比較功能比較功能4. 4. 顯示功能顯示功能：測量儀表將測量結(jié)果指示或記錄下來的功能。返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社1.1.4 測量儀表的基本性能指標1 1、靜態(tài)性能指標、靜態(tài)性能指標（1）非線性度非線性度（2）靈敏度）靈敏度（3）變差變差（4）基本誤差和精度）基本誤差和精度2 2、動態(tài)性能指標、動態(tài)性能指標返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社1 1、靜態(tài)性能指標、靜態(tài)性能指標測量儀表的非線性度

5、測量儀表的非線性度（1 1）非線性度）非線性度 是指儀表的特性曲線與端基直線最大輸出偏差值的絕對值與量程比值的百分數(shù)，即： %100max/下上yyyyEiie量程量程=Y上上-Y下下測量量程測量量程=X上上-X下下返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社（2 2）靈敏度）靈敏度 在穩(wěn)定狀態(tài)下，儀表的輸出增量對輸入增量的比值，稱為儀表的靈敏度靈敏度。它就是儀表靜態(tài)特性曲線上相應點的斜率斜率：返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社（3 3）變差）變差變差變差：是指測量儀表在同一輸入量下，其上行程與下行程輸出量的最大差值。變差通常也表示成相對百分數(shù)的形式，即：%100

6、max/下上yyyyEiib原因原因：主要由于傳動機構(gòu)的間隙、摩擦或者儀表元器件吸收、釋放能量所造成的。返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社（4 4）基本誤差和精度）基本誤差和精度 在測量儀表量程范圍內(nèi)，輸出量和理論值的最大偏差與量程比值的百分數(shù)，稱做儀表的基本誤差基本誤差。即：%100max下上yyy 用來表征測量儀表基本誤差允許值等級的量，稱做儀表的精度精度。例如：0.5級精度的儀表，其允許基本誤差是-0.5%允0.5%；也就是說，精度數(shù)值前加上正、負號后加即為其允許誤差范圍。反過來，把允許誤差限值去掉正負號及即為精度。返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版

7、社2、動態(tài)性能指標 儀表的輸入量隨時間而變化的工作狀態(tài)，稱為動態(tài)動態(tài)。儀表在動態(tài)下工作出現(xiàn)的輸出特性，稱為動動態(tài)特性態(tài)特性。儀表輸入發(fā)生變化，必然引起輸出值的變化，即引起動態(tài)響應。輸出值隨時間變化的曲線，稱為動態(tài)響應曲線動態(tài)響應曲線。 （1） 階躍響應 （2）頻率響應返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社（1 1）階躍響應）階躍響應上升時間上升時間tr：y(t)從從10%yH到達到達90%yH所需所需的時間。的時間。峰值時間峰值時間tp：y(t)到到達第一次峰值所需要達第一次峰值所需要的時間，稱為峰值時的時間，稱為峰值時間。間。穩(wěn)定時間穩(wěn)定時間ts：y(t)到達誤差到達誤差允許

8、范圍允許范圍5%所需的時間所需的時間稱為穩(wěn)定時間。稱為穩(wěn)定時間。二階儀表階躍響應性能指標返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社（2 2）頻率響應）頻率響應 當測量儀表的輸入信號為一定頻率和幅值的波動信號時，其輸出值所引起的響應，稱做頻率響應。返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社3 3、測量儀表的可靠性、測量儀表的可靠性（1）可靠度（2）失效率（3）平均無故障工作時間 (t)-t曲線返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社1.2 測量誤差測量誤差1.2.1誤差存在的絕對性誤差存在的絕對性1.2.2 誤差的表示形式誤差的表示形式1.2.3 誤差的的分

9、類誤差的的分類1.2.4 儀表的準確度儀表的準確度重點：誤差的表示形式、誤差的分類。 難點：誤差的表示形式。返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社1.2 測量誤差測量誤差1.2.2 誤差的表示形式誤差的表示形式（1）絕對誤差）絕對誤差測量值與真實值的差值：測量值與真實值的差值：x=x-xx=x-x0 0（2）相對誤差）相對誤差測量結(jié)果的絕對誤差與真值比值的百分數(shù)稱為相對誤差，即：%100%1000下上下上yyyyyyy 返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社（3）引用誤差）引用誤差 所謂引用誤差，就是測量儀表的在量程范圍內(nèi)某點的示值的絕對誤差與其量程比值的百分數(shù)。 用最大引用誤差確

10、定儀表精度和選擇儀表精度的方法通過例題講解。%100%100000 xxxxx返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社%6 . 0%1001006003%100maxmaxM引解：解：該測溫儀表的最大引用誤差為 去掉%后，該表的精度值為0.6，介于國家規(guī)定的精度等級中0.5和1.0之間，而0.5級表和1.0級表的允許誤差表允分別為0.5%和1.0%。則這臺測溫儀表的精度等級只能定為1.0級。例例1-1 某臺溫度檢測儀表的測溫范圍為100600，校驗該表時得到的最大絕對誤差為3，試確定該儀表的精度等級。例題例題返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社例例1-2 現(xiàn)需選

11、擇一臺測溫范圍為0500的測溫儀表。根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過4，試問：應選哪一級精度等級的儀表？解：解：工藝允許相對誤差為 %8 . 0%10005004%100M工允工允去掉和%后，該表的精度值為0.8，也是介于0.51.0之間，而0.5級表和1.0級表的允許誤差表允分別為0.5%和1.0%。應選擇0.5級的儀表才能滿足工藝上的要求。例題例題返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社1.2.3 誤差的的分類誤差的的分類系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差大小和方向保持固定，或按一定規(guī)律變化的誤差。大小和方向保持固定，或按一定規(guī)律變化的誤差。 隨機誤差隨機誤差各次測量誤差的大小和方向沒

12、有規(guī)律性。但是，若對這各次測量誤差的大小和方向沒有規(guī)律性。但是，若對這些誤差進行大量統(tǒng)計，其出現(xiàn)是符合統(tǒng)計規(guī)律的。些誤差進行大量統(tǒng)計，其出現(xiàn)是符合統(tǒng)計規(guī)律的。疏忽誤差疏忽誤差由于操作者的粗心大意或失誤所造成的測量誤差，稱由于操作者的粗心大意或失誤所造成的測量誤差，稱為疏忽誤差。為疏忽誤差。緩變誤差緩變誤差誤差的數(shù)值隨著時間而緩慢變化的誤差，稱為緩變誤差誤差的數(shù)值隨著時間而緩慢變化的誤差，稱為緩變誤差（按照產(chǎn)生的原因及其性質(zhì)來分）（按照產(chǎn)生的原因及其性質(zhì)來分）返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社1.2.4 儀表的準確度儀表的準確度1.正確度正確度系統(tǒng)誤差直接影響測量值與真值的差

13、值，它是表征測量結(jié)果正確度的誤差。2.精密度精密度用隨機誤差來表征測量結(jié)果的精密度。3.準確度準確度同時表征測量結(jié)果與真值的接近程度和多次測量值的離散程度的物理量，又稱精確度。它是反映系統(tǒng)誤差和隨機誤差合成情況的一個物理量。 返本章目錄返本章目錄返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄機械工業(yè)出版社第2章 溫度的測量 本章介紹了溫標的概念，然后按照測量方法的分類，分別介紹了各種測溫方法和儀表：包括接觸式測溫儀表、非接觸式測溫儀表、新型溫度傳感器和儀表系列溫度變送器。返總目錄返總目錄機械工業(yè)出版社教學目錄：2.12.12.22.22.32.32.42.4 2.52.5返總目錄返總目錄機械工業(yè)出版社2.1 概述2.1

14、.1 溫度和溫標溫度和溫標 2.1.2 測溫方法分類測溫方法分類 重點：幾種常用溫標的定義。難點：各種溫標之間的換算。重點：分類原則、各種測溫方法的優(yōu)缺點。返本章目錄返本章目錄返總目錄返總目錄機械工業(yè)出版社2.1.1 溫度和溫標 1.溫度的基本概念 溫度是表征物體冷熱程度的物理量。 2.溫度的測量 3.溫標溫標就是溫度的數(shù)值表示方法。 溫標的三要素（三個基本條件）：溫度計、固定點和內(nèi)插方程。4.溫標的傳遞返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社四種常用溫標：四種常用溫標：（1）攝氏溫標（）攝氏溫標（） 攝氏溫標規(guī)定在標準大氣壓下，水的冰點為0，水的沸點為100，并將兩固定點之間等

15、分100份，每一份稱為攝氏一度，一般用“”表示攝氏度數(shù)。（2）華氏溫標（）華氏溫標（ ） 華氏溫標規(guī)定在標準大氣壓下，水的冰點為32 ，水的沸點為212 ，在這兩個固定點之間劃分180等份，每一份稱為華氏一度，用“ ”表示。華氏溫標與攝氏溫標有如下關(guān)系：華氏溫標與攝氏溫標有如下關(guān)系： m=1.8n+32 式中，m、n分別表示華氏溫度值和攝氏溫度值。 2.1.1 溫度和溫標 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社（3）熱力學溫標（）熱力學溫標（K）熱力學溫標是建立在熱力學第二定律基礎(chǔ)之上的一種理想溫標，它與物質(zhì)性質(zhì)無關(guān)。是純理論性的，無法直接加以實現(xiàn)。 （4）90國際溫標（國際溫

16、標（ITS90） ITS90同時使用國際開爾文溫度（符號T90）和國際實用攝氏溫度（符號t90）。 T90與與t90的關(guān)系為：的關(guān)系為： t90 = T90273.15 式中，T90的單位是開爾文（K），t90的單位是攝氏度（）。這里攝氏度與開爾文溫度分度值相同，即溫度間隔lK等于1。2.1.1 溫度和溫標 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社例題例例2-1 已知某點溫度為10，將該溫度轉(zhuǎn)換為華式溫標和90國際溫標。解：解：根據(jù)各種溫標間的關(guān)系m=1.8n+32=(1.810+32) =50T90=t90+273.15=(10+273.15)K =283.15K返本節(jié)目錄返本

17、節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.1.2測溫方法分類 1.接觸式測溫2.非接觸式測溫膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電偶溫度計、熱電阻溫度計等。光學高溫計、光電高溫計、輻射高溫計和比色高溫計等。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.2.1 膨脹式溫度計膨脹式溫度計 2.2.2 壓力式溫度計壓力式溫度計 2.2.3 熱電偶溫度計熱電偶溫度計 2.2.4 熱電阻溫度計熱電阻溫度計 2.2 接觸式測溫方法及儀表 2.2.5 接觸式測溫實例接觸式測溫實例 返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.2.1 膨脹式溫度計 1.液體膨脹式溫度計液體膨脹式溫度計是一種直讀式的、應用最

18、早的溫度測量儀表，最常見的是玻璃管式溫度計。 1安全包 2標尺 3毛細管 4感溫包圖2-1 玻璃管式溫度計返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.固體膨脹式溫度計（1）桿式溫度計 （2）雙金屬式溫度計 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.2.2壓力式溫度計壓力式溫度計測量原理：是基于封閉在容器中的液體、氣體或某種低沸點的飽和蒸氣受熱后體積膨脹而使壓力發(fā)生變化的性質(zhì)。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社重點重點：熱電偶的基本定律應用、冷端溫度補償、熱電偶的選型、安裝。難點難點：冷端溫度補償、熱電偶的選型。組成組成:由熱電偶、連接導線和顯

19、示儀表（電位差計或動圈儀表）組成。優(yōu)點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、測量范圍寬（271.152800）、熱慣性小、精度高、適于遠距離測量和便于自動控制等。2.2.3熱電偶溫度計熱電偶溫度計返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.2.3熱電偶溫度計熱電偶溫度計1.熱電偶的測溫原理熱電偶的測溫原理2.熱電偶回路特性熱電偶回路特性3.熱電極材料熱電極材料4.熱電偶的種類熱電偶的種類5.熱電偶的結(jié)構(gòu)形式熱電偶的結(jié)構(gòu)形式6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償7.熱電偶的實用測溫電路熱電偶的實用測溫電路8.熱電偶的校驗熱電偶的校驗返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社1

20、.熱電偶的測溫原理熱電偶的測溫原理熱電效應熱電效應：把兩種不同材料的金屬導體（或半導體）A和B連接成閉合回路，若兩個接點溫度t與t0不相等，則回路中就會產(chǎn)生熱電動勢，這一現(xiàn)象稱為熱電效應。 參比端參比端（冷端或（冷端或自由端）自由端） 熱電勢熱電勢熱電極熱電極A A熱電極熱電極B B 測量端測量端（熱端或（熱端或工作端）工作端） 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社 （1）溫差電動勢）溫差電動勢 ： tUA(t)t0 UA(t0)UA(t,t0)tt0 UA(t,t0)=UA(t)-UA(t0)1.熱電偶的測溫原理熱電偶的測溫原理 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械

21、工業(yè)出版社（2）接觸電動勢 1.熱電偶的測溫原理熱電偶的測溫原理 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社（3）熱電偶回路的總電動勢 )()(),(00ABtftfttE返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.熱電偶回路特性（1）中間導體定律）中間導體定律 在熱電偶回路中引入第三種導體，只要第三種導體兩端的溫度相同，則此第三種導體的引入不會影響熱電偶回路的熱電動勢。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社中間導體定律具有如下實用價值：2.熱電偶回路特性返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社（2）中間溫度定律）中間溫度定律 ),(),

22、(),(0nABnAB0ABttEttEttE中間溫度定律具有如下實用價值：1）為在熱電偶回路中應用補償導線提供了理論依據(jù)。2）為制定和使用熱電偶分度表奠定了基礎(chǔ)。 )0 ,(),()0 ,(0AB0ABABtEttEtE返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社例例2-2 用鎳鉻鎳硅（K型）熱電偶測量爐溫，熱電偶的冷端溫度為40，測得的熱電動勢為35.72mV，問被測爐溫為多少?解：解：查K型熱電偶分度表知E(40,0)=1.611mV測得：E(t,40)=35.72mV則：E(t,0)=E(t,40)+E(40,0)=(35.72+1.611)mV=37.33mV查分度表知t=

23、900.1，則被測爐溫為900.1。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社（3）標準電極定律）標準電極定律 ),(),(),(0CB0AC0ABttEttEttE實用價值：只要知道某兩種金屬導體分別與標準電極相配的分度表，就可以計算出這兩種導體組成的熱電偶的分度表。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.熱電極材料1）熱電動勢及熱電動勢率要大，保證足夠的靈敏度。2）熱電特性最好是線性或近似線性的單值函數(shù)關(guān)系。3）能在較寬的溫度范圍內(nèi)使用，物理、化學性質(zhì)要穩(wěn)定。4）要有高的電導率、小的電阻溫度系數(shù)及小的導熱系數(shù)。5）復制性要好，即用同一種材料制成的熱電偶其熱電

24、特性要一致，這樣便于制作統(tǒng)一的分度表。6）材料組織要均勻，具有良好的韌性，焊接性能好，以便熱電偶的制作。7）資源要豐富，價格低廉。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社4.熱電偶的種類標準化熱電偶 1）鉑銠10鉑熱電偶（S型）2）鉑銠13鉑熱電偶（R型） 3）鉑銠30鉑銠6熱電偶（B型） 4）鎳鉻鎳硅熱電偶（K型） 5）鎳鉻硅鎳硅熱電偶（N型）6）鎳鉻康銅（E型）7）鐵康銅（J型）8）銅康銅（T型） 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.熱電偶的結(jié)構(gòu)形式 （1）裝配式熱電偶 （2）鎧裝型熱電偶 （3）薄膜型熱電偶 （4）快速微型熱電偶鎧裝型熱電偶可鎧裝型熱電

25、偶可長達上百米長達上百米返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償o （1）補償導線法補償導線補償導線：在100以下的溫度范圍內(nèi)，熱電特性與所配熱電偶相同且價格便宜的導線，稱為補償導線。 補償導線的作用補償導線的作用：就是延長熱電極，即將熱電偶的冷端延伸到溫度相對穩(wěn)定區(qū)。 補償導線的型號補償導線的型號：延伸型補償導線用于廉金屬熱電偶；補償型補償導線用于貴金屬熱電偶和某些非標準熱電偶。補償導線使用注意事項補償導線使用注意事項 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償o 例2-3 用鎳

26、鉻鎳硅熱電偶測量某一實際為1000的對象溫度。所配用儀表在溫度為20的控制室里，設(shè)熱電偶冷端溫度為50。當熱電偶與儀表之間用補償導線或普通銅導線連接時，測得溫度各為多少?又與實際溫度相差多少?返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償解：解：查K型熱電偶分度表，得E(1000,0)=41.269mV，E(50,0)=2.022mV，E(20,0)=0.798mV。若用補償導線，儀表測得熱電動勢值為E(1000,20)=E(1000,0) E(20,0)=40.471mV查分度表得對應的溫度為979.6若用銅導線，儀表測得熱電動勢值為E(1

27、000,50)=E(1000,0) E(50,0)=39.247mV查分度表得對應的溫度為948.4兩種方法測得的溫度相差31.2，測量誤差分別為20.4和51.6。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償o （2）冷端恒溫法）冷端恒溫法 1）冰浴法 2）恒溫箱法 3）恒溫室法 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償o （3）計算校正法1）準確計算校正法根據(jù)中間溫度定律，對測得熱電動勢進行修正。 適用于適用于實驗室中用直流電位差計來測溫的情況。2）近似計算校正法 K的取值：K型

28、熱電偶，在01000范圍內(nèi)，K1；S型熱電偶，在8001300，K=0.60.5n Kttt返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償o 例2-4 用分度號為S的鉑銠10鉑熱電偶測爐溫，其冷端溫度為30，而直流電位差計測得的熱電動勢為9.481mV，試求被測溫度。mVEtEtE654. 9)0 ,30()30,()0 ,(再查該分度表得被測溫度t=1006.5。若不進行校正，則所測9.481mV對應的溫度為991，誤差15.5。解：解：查鉑銠10鉑熱電偶分度表，得E(30,0)=0.173mV，由式（2-5）得 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章

29、目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償o 例2-5解：解：在l000左右，鉑銠10鉑熱電偶的校正系數(shù)可近似取0.55，因此按式（2-9）可得爐溫t為 t= t+Ktn= (991 + 0.5530)= 1007.5與例2-4相比可以看出，近似計算法僅比準確計算方法相差1。這說明此種方法在一些精度要求不高的現(xiàn)場是可以使用的。用S型熱電偶測爐溫，其冷端溫度為30，顯示儀表的指示值為991，試求爐溫。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償o （4）儀表機械零點調(diào)整法 用熱電偶測溫時，若t0=tn0，要使指示

30、值不偏低，可先將顯示儀表指針調(diào)整到相當于熱電偶冷端溫度tn的位置上。 應用于應用于：一些精度要求不高、冷端溫度不經(jīng)常變化的情況下。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社6.熱電偶的冷端溫度補償熱電偶的冷端溫度補償o （5）補償電橋法 補償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電動勢來補償熱電偶冷端溫度變化而引起的熱電動勢變化。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社7.熱電偶的實用測溫電路熱電偶的實用測溫電路o （1）工業(yè)用熱電偶測溫的基本線路o （2）熱電偶的串聯(lián) 1）熱電偶的正向串聯(lián) 若將多支熱電偶的測量端置于同一測量點上構(gòu)成熱電堆（如輻射溫度計），測量微小溫度變化或

31、輻射能時，可大大提高靈敏度。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社7.熱電偶的實用測溫電路熱電偶的實用測溫電路o 2）熱電偶的反向串聯(lián) 將兩支同型號的熱電偶反接起來，可以測量兩點間的溫差。 注意：用這種差動電路測量溫差時，兩支熱電偶的熱電特性必須相同且成線性，否則會引起測量誤差。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社7.熱電偶的實用測溫電路熱電偶的實用測溫電路o （3）熱電偶的并聯(lián) 三支同型號的熱電偶的并聯(lián)線路，此時輸入到顯示儀表的電動勢值為：E=(E1+E2 +E3)/3。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社8.熱電偶的校驗o （1）溫

32、度校驗點 各種不同型號的熱電偶必須在表2-7規(guī)定的校驗點進行校驗，且每個溫度校驗點應控制在10范圍內(nèi)。 表2-7 工業(yè)用熱電偶校驗點溫度熱電偶名稱校驗點溫度/鉑銠10鉑600，800，1000，1200鎳鉻鎳硅（鎳鉻鎳鋁）400，600，800，1000鎳鉻康銅300，400（或500），600返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社8.熱電偶的校驗o 2）校驗用儀器與設(shè)備 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社8.熱電偶的校驗o （3）校驗方法 熱電偶插入爐中的深度一般為300mm，熱電偶的冷端置于冰點槽中以保持其為0。用自耦變壓器來調(diào)節(jié)爐溫，當達到預定校驗點溫

33、度10以內(nèi)，并且每分鐘變化不超過0.2時，便可開始讀數(shù)。 在每一個校驗點上的讀數(shù)不應少于四次。當同時校驗幾支熱電偶時，其讀數(shù)順序：標準被檢l被檢2被檢n被檢n被檢2被檢1標準標準被檢l的循環(huán)順序讀數(shù)，再進行數(shù)據(jù)處理。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社8.熱電偶的校驗o （4）數(shù)據(jù)處理 熱電偶校驗后進行數(shù)據(jù)處理時，一定要考慮標準熱電偶本身的標準熱電偶本身的測量值也有一定誤差測量值也有一定誤差，必須考慮這部分誤差后計算出測量點的真實溫度。例例2-6 在1000下，測得被校K型熱電偶的熱電動勢之算術(shù)平均值為41.347mV ，二等標準S型熱電偶的熱電動勢之算術(shù)平均值為9.601

34、mV。該標準熱電偶證書上寫明，在測量端為1000、冷端為0時的熱電動勢為9.624mV。求此被校K型熱電偶在1000時的誤差，并驗證是否合格。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社8.熱電偶的校驗解：解：查S型熱電偶的分度表，E(1000,0)=9.585mV，則該標準熱電偶的修正值為9.6249.585= 0.039mV，因此要把標準熱電偶熱電動勢的算術(shù)平均值減去修正值： 9.6010.039=9.562mV。再查S型熱電偶的分度表得998，即真實溫度。從K型熱電偶的分度表中查得41.347mV相當于1002，所以此被校熱電偶在1000時的誤差為： 1002998= 4。根據(jù)

35、表2-3可以看出，被校K型熱電偶在401300的溫度范圍內(nèi)，允許偏差為0.75%|t|，所以4p1時，右邊管中液面下降，左邊管中液面上升，一直到液面的高度差H產(chǎn)生的壓力與被測差壓平衡為止。根據(jù)流體靜力學原理有如果將兩管分別通大氣壓p0和被測壓力pa，則測得壓力為表壓力。 gHppp12gHpppa03.2.1 U形管壓力計返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.2.2 單管壓力計1.單管壓力計的結(jié)構(gòu) 單管壓力計結(jié)構(gòu)圖它是U型管壓力計的一種變形。單管壓力計把其中一個管用一個較大直徑的杯來代替，也稱杯型壓力計。由于杯的直徑與管的直徑相差較大，所以杯中液面高度下降h2可忽略不計，因

36、此在測量時只要讀數(shù)一次就夠了，減小了讀數(shù)誤差。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.單管壓力計的工作原理 測表壓時，被測壓力通到杯子一側(cè)，當被測壓力大于大氣壓時，玻璃管內(nèi)液面上升，而杯中液面下降，液面高度差H=h+h2，由于杯內(nèi)下降與細管上升液體體積相同，即 hdhD22244則)1 (22DdghgHp由于 ， 可忽略不計。所以 22Dd 22DdghgHp3.2.2 單管壓力計返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.2.3 斜管壓力計1.斜管壓力計的結(jié)構(gòu) 斜管壓力計結(jié)構(gòu)圖它是單管式壓力計的一種變形。將單管傾斜一個角度，這樣可以加長液柱長度，提高壓力計

37、的靈敏度。斜管壓力計常用于測量微小的壓力和負壓。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.斜管壓力計的原理 根據(jù)單管壓力計原理可知，當d2D2時。 singlp 從式可知，它的讀數(shù)比單管式壓力計擴大1/sin倍，使讀數(shù)精度有所提高。顯然，在用同一種工作液體，儀表刻度標尺也相同的情況下，管子的傾斜角度愈小，靈敏度越高愈小，靈敏度越高，但實際使用時，不能小于不能小于15，這是因為太小使得液面拉得太長，反而難于準確讀數(shù)，增加讀數(shù)誤差。由于酒精有較小的密度，常用它做斜管微壓計的工作液體。 3.2.2 單管壓力計返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.2.4 液柱式壓力

38、計的使用（1）壓力計在使用前，一定要放置水平，要保證管子處于嚴格的鉛垂位置，未測量時工作液面應處于標尺零位，否則將產(chǎn)生安裝誤差。（2）在確定液面高度差H時，可采用各種提高讀數(shù)精度的輔助裝置，如放大尺、游標尺、光學讀數(shù)系統(tǒng)等，減小讀數(shù)誤差。（3）由于毛細管的作用使管內(nèi)液體呈彎月形，對于浸潤液體（如水），液面呈凹月面，對于非浸潤液體（如汞），液面呈凸月面。因此，讀數(shù)時視線一定要與彎月面頂點相切。（4）當使用地點的環(huán)境溫度與重力加速度有較大偏差時，應注意修正。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社彈性式壓力計是利用各種形式的彈性元件受壓后變形產(chǎn)生的彈性力與被測表壓或真空度相平衡的原理

39、制成的。彈性元件的形變大小是壓力的函數(shù)，通過測量彈性元件的形變就可以間接得到被測壓力的大小。3.3 彈性式壓力計返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.3 彈性式壓力計3.3.1 彈性元件3.3.2 彈簧管壓力計重點：彈性元件結(jié)構(gòu)、總類。難點：各彈性元件的量程比較。重點：彈簧管壓力計的原理、結(jié)構(gòu)、工作過程。難點：彈簧管壓力計的檢定。返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.3.1 彈性元件彈性元件是彈性式壓力計的測壓敏感元件，是壓力位移轉(zhuǎn)換元件。不同的彈性元件所適用的測壓范圍有所不同，工業(yè)上常用的彈性元件有膜片膜片、膜盒膜盒、波紋管波紋管和彈簧管彈簧管，結(jié)構(gòu)如下圖所示：返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄

40、返本章目錄機械工業(yè)出版社1.膜片 膜片是一種沿外緣固定的片狀測壓彈性元件，測量時，將壓力或差壓轉(zhuǎn)換成膜片中心位移或集中力輸出，傳給傳動機構(gòu)及指示機構(gòu)就地指示。 膜片的位移較小，靈敏度低，更多的應用是與壓力變送器配合使用。有時膜片也被用來隔離儀表和被測介質(zhì)，以保護儀表。 膜片按其結(jié)構(gòu)特征分為平膜片平膜片、波紋膜片波紋膜片。3.3.1 彈性元件返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2.膜盒 為增加膜片的中心位移量，提高儀表的靈敏度，可以把兩塊膜片沿周邊對焊起來，成一薄膜盒子，稱為膜盒膜盒。其撓變?yōu)閱蝹€膜片的兩倍，在測微壓時要使位移量更大，靈敏度更高，還可以把數(shù)個膜盒串在一起組成膜盒

41、串膜盒串作為彈性敏感元件。 膜盒按其結(jié)構(gòu)特征可分為開口膜盒開口膜盒、真真空膜盒空膜盒和填充膜盒填充膜盒。3.3.1 彈性元件返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.波紋管 波紋管是一種具有等間距同軸環(huán)狀波紋，能沿軸向伸縮的測壓彈性元件，又稱波紋箱。波紋管在受到外力作用時，其膜面產(chǎn)生的機械位移量主要不是靠膜面的彎曲形變，而是靠波紋柱面的舒展或壓屈來帶動膜面中心作用點的移動。由于位移相對較大，一般可直接帶動傳動機構(gòu)、就地指示。靈敏度高，可以用來測量較低的壓力或壓差。但波紋管遲滯誤差較大，準確度最高僅為1.5級。3.3.1 彈性元件返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出

42、版社4.彈簧管 彈簧管是一根彎成270圓弧的空心金屬管子，管子的截面呈扁圓形或橢圓形。管子封閉的一端（B）為自由端，即位移輸出端，管子另一端（A）開口，并被固定在接頭上，作為被測壓力的輸入端。 當被測壓力介質(zhì)從開口端進入并充滿彈簧管的內(nèi)腔時，橢圓或扁圓截面在被測壓力p的作用下將趨向圓形。由于彈簧管長度一定，迫使彈簧管產(chǎn)生向外挺直的擴張變形，結(jié)果改變彈簧管的中心角，使其自由端產(chǎn)生位移。3.3.1 彈性元件返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.3.2 彈簧管壓力計1.單圈彈簧管壓力計結(jié)構(gòu) 彈簧管壓力計主要由彈簧管彈簧管、齒輪傳動機構(gòu)齒輪傳動機構(gòu)、指示機構(gòu)指示機構(gòu)以及表殼表殼等幾

43、個部分組成。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.3.2 彈簧管壓力計2.多圈彈簧管壓力計 單圈彈簧管壓力計由于自由端的位移和轉(zhuǎn)動力矩小，只能作指示式儀表用，而在工業(yè)生產(chǎn)的壓力測量中，往往還需要記錄壓力在某段時間的變化情況，因此需要使用壓力記錄儀，為了能帶動記錄機構(gòu)的運動，就需要彈簧管自由端有較大位移和轉(zhuǎn)動力矩，在設(shè)計時可以將單圈彈簧管改為多圈式的。多圈彈簧管也叫螺線管壓力表，彈簧管的圈數(shù)一般有2.5圈至9圈，根據(jù)需要而定，管端的轉(zhuǎn)角一般在54左右。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.3.2 彈簧管壓力計3.彈簧管壓力表的檢定 彈簧管壓力表在使用過程中

44、要定期進行檢定，確定其精度等級。 壓力表精度等級不同，對檢定環(huán)境溫度有嚴格要求。精度等級0.06，0.1，0.16，0.25 0.4，0.6 1，1.6，2.5，4檢定環(huán)境溫度/202203205檢定各級壓力表時環(huán)境溫度要求返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.3.2 彈簧管壓力計3.彈簧管壓力表的檢定 壓力表在檢定過程中壓力表指針的轉(zhuǎn)動應在全量程范圍內(nèi)平穩(wěn)無跳動或卡住現(xiàn)象。 首先根據(jù)其量程范圍確定檢定點，這些點應均勻分布均勻分布在整個分度盤上，對于精密壓力表檢定點不應少于8個，一般壓力表不應少于5個。檢定時逐漸增加壓力或疏空，當示值達到測量上限后，須耐壓3min，然后按原

45、檢定點倒序回檢， 檢定時，每個檢定點要進行兩次讀數(shù)，第一次在輕敲表殼前進行，第二次在輕敲表殼后進行。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.3.2 彈簧管壓力計3.彈簧管壓力表的檢定 壓力表檢定要計算的誤差有：（1）示值誤差）示值誤差 對每一檢定點，在升壓和降壓檢定時，輕敲表殼前、后的示值與標準值之差。（2）回程誤差）回程誤差 對同一檢定點，在升壓和降壓時，輕敲表殼后的示值之差。（3）輕敲位移）輕敲位移 對每一檢定點，在升壓和降壓檢定時，輕敲表殼后引起的指針示值變動量。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社電氣式壓力傳感器是利用壓力敏感元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成各種

46、電量，如電阻、頻率、電荷量等來實現(xiàn)測量的。電氣式壓力計測量范圍大，線性好，便于進行壓力的連續(xù)測量及遠傳，實現(xiàn)自動控制，尤其適合于壓力變化快和高真空、超高壓的測量。3.4 電氣式壓力傳感器返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.4 電氣式壓力傳感器3.4.1 應變式壓力傳感器重點：應變效應、壓阻效應、應變式壓力傳感器組成。難點：力-應變型彈性元件及應變片粘貼。3.4.2 壓電式壓力傳感器重點：壓電效應、壓電式壓力傳感器原理、結(jié)構(gòu)。難點：壓電材料特性、壓電式壓力傳感器使用。返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.4.1 應變式壓力傳感器應變式壓力計的工作原理是，被測壓力引起彈性元件應應變變，通過粘貼在

47、彈性元件上電阻應變片應變片將應變轉(zhuǎn)換為電阻值電阻值的變化，最后通過測量電路測量電路把電阻值的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電電壓或電流流的變化。應變式壓力計的核心敏感元件是電阻應變片，電阻應變片有金屬電阻應變片金屬電阻應變片和半導體應變片半導體應變片兩種。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.4.1 應變式壓力傳感器1.應變效應和壓阻效應金屬電阻絲在外力作用下發(fā)生機械變形，從而引起電阻值發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為應變效應應變效應。半導體電阻體材料在受到外力作用后，其晶格間距發(fā)生變化，從而使電阻率發(fā)生變化，壓力也隨之變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應壓阻效應。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出

48、版社3.4.1 應變式壓力傳感器2.應變片的結(jié)構(gòu)金屬電阻應變片 柵絲式應變片結(jié)構(gòu) 常用的金屬電阻應變片有柵絲式、箔式和薄膜式等種類。結(jié)構(gòu)如圖，一般由敏感柵（金屬絲或箔）、絕緣基底、覆蓋層或保護膜、引出線等部分組成。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.4.1 應變式壓力傳感器2.應變片的結(jié)構(gòu)半導體應變片 體型半導體應變片結(jié)構(gòu) 半導體應變片的材料有硅、鍺、銻化銦、磷化鎵、砷化鎵等，硅和鍺由于壓阻效應大，故多作為壓阻式壓力計的半導體材料。半導體應變片按結(jié)構(gòu)可分為體型應變片、擴散型應變片和薄膜型應變片。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社3.電阻應變式壓力傳感器

49、的組成應變片的粘貼方法：一種是將應變片直接粘貼于壓力位移型彈性元件的應變處（平膜片）。另一種是粘貼在力應變型彈性元件表面，通過壓力位移彈性元件實現(xiàn)壓力力的變換，再通過力應變型彈性元件實現(xiàn)力應變電阻值的轉(zhuǎn)換。3.4.1 應變式壓力傳感器返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社1）力應變型彈性元件柱形彈性元件:3.4.1 應變式壓力傳感器柱形彈性元件 此類彈性元件由于應變很小，測力量程較大，尤其是實心圓柱在徑向尺寸較大時，測力上限可達數(shù)千噸，常作為荷重式壓力傳感器的敏感元件。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社1）力應變型彈性元件柱形彈性元件（動畫演示）3.4.1

50、應變式壓力傳感器返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社1）力應變型彈性元件懸臂梁:懸臂梁是一端固定、一端自由的測力彈性元件。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，其輸出可以是應變，也可是撓度。它靈敏度比圓柱高，適于較小力的測量。根據(jù)截面形狀，可分為等截面懸臂梁和變截面等強度懸臂梁兩種。梁形彈性元件3.4.1 應變式壓力傳感器返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社1）力應變型彈性元件懸臂梁（動畫演示）3.4.1 應變式壓力傳感器返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社1）力應變型彈性元件薄壁環(huán):3.4.1 應變式壓力傳感器 彈性元件為等截面圓環(huán)。薄壁環(huán)靈敏度高

51、，用于測量較小的力，但加工困難，且在力F作用下，環(huán)的各部位應變不相等。薄壁環(huán)彈性元件返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2）橋式測量轉(zhuǎn)換電路 電橋的一個對角線結(jié)點接入電源電壓Ui，另一個對角線結(jié)點為輸出電壓Uo。為了使電橋在測量前的輸出電壓為零，應該選擇4個橋臂電阻，使R1R3= R2R4或R1/R2= R4/R3，這就是電橋平衡的條件。3.4.1 應變式壓力傳感器測量電路返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社2）橋式測量轉(zhuǎn)換電路 當每個橋臂電阻變化值Ri200mm，直管段較長及差壓值較大的情況下。 4.2.2節(jié)流裝置返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機

52、械工業(yè)出版社4.2.2節(jié)流裝置（2）法蘭取壓）法蘭取壓：上、下游側(cè)取壓孔開在固定節(jié)流元件的法蘭上，分別與節(jié)流元件前、后端面距離1吋（=25.4mm。 適用于標準孔板。此法的法蘭加工方便，管徑較大時，測量精度較高。 （3）徑距取壓）徑距取壓：上游側(cè)取壓孔距離節(jié)流元件前端面D，下游側(cè)取壓孔距離節(jié)流元件后端面D/2。 適用于標準孔板。在開孔截面積比m0 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社 3.負遷移負遷移 如圖所示的液位測量系統(tǒng)，氣相導壓管中充滿的不是氣體而是冷凝水（其密度與容器中的水的密度近似相等）。這時，差壓變送器差壓輸入為5.4.4 靜壓式液位計的零點遷移p p1p2g(H

53、H0) H=0時， p= g H00返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.4.5 靜壓式液位計的特點及選型1.靜壓式液位計的特點靜壓式液位計的特點 差壓式儀表的性能穩(wěn)定、精度高，是應用最廣泛的一種儀表。利用差壓式液位計測量液位具有如下特點： 檢測元件不占容器空間，而只需在容器側(cè)壁上開兩個引壓孔。 檢測元件無可動部件，安裝方便，使用可靠。 采用法蘭式結(jié)構(gòu)還可以解決黏度大、易結(jié)晶、有懸浮物的介質(zhì)液位的測量。 在冬季使用時，須采用保溫措施，以防止隔離罐、導壓管及儀表內(nèi)的液體凍結(jié)，影響正常的測量。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.4.5 靜壓式液位計的特點及

54、選型2.靜壓式液位計的選型靜壓式液位計的選型 腐蝕性、結(jié)晶性、粘稠性、易汽化和含懸浮物的液體，宜選用平法蘭式平法蘭式差壓式液位計。高結(jié)晶、高粘性、結(jié)膠性和沉淀性液體，宜選用插入式插入式法蘭差壓式液位計。對于在環(huán)境溫度下，氣相可能冷凝，液相可能汽化，或氣相有液體分離的對象，在使用普通差壓式液位計進行測量時，應視具體情況分別設(shè)置隔離器隔離器、分離器分離器、汽化器汽化器、平衡容器平衡容器等部件，或?qū)y量管線保溫、伴熱。用差壓式液位計測量鍋爐汽包液面時，所采用的雙室平衡雙室平衡容器容器應為溫度補償型的。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.5 電容式物位計 電容物位計：將物位物位的

55、變化轉(zhuǎn)換成電容量電容量的變化來進行物位測量的儀表。 組成組成：傳感器、電容檢測兩大部分。 電容式物位計適用于適用于各種導電導電、非導電液體非導電液體的液位或粉狀料位的遠距離連續(xù)測量和指示，也可以和電動單元組合儀表配套使用，以實現(xiàn)液位或料位的自動記錄、控制和調(diào)節(jié)。由于它的結(jié)構(gòu)簡單，沒有可動部分，因此應用范圍較廣。返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.5 電容式物位計5.5.1 導電介質(zhì)用電容式物位計5.5.2 非導電介質(zhì)用電容式物位計重點：不同介質(zhì)用電容式物位計的原理、特點與使用。難點：導電介質(zhì)用、非導電介質(zhì)用電容式物位計的比較。5.5.4 油箱油量檢測系統(tǒng)5.5.3 固體物料用電容式物位計返本

56、章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.5.1 導電介質(zhì)用電容式物位計HKdDHCi/ln2D與d的值越接近，則儀表的靈敏度越高。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社 在測量黏性導電介質(zhì)時，由于介質(zhì)沾染電極相當于增加了液位的高度（因為介質(zhì)是作為電容的一個極板）。這個增加高度H是一個虛假液虛假液位位，它大大影響了儀表的精度，甚至使儀表不能工作。為了消除虛假液位的影響，通常采用如下消除虛假液位的影響，通常采用如下方法：方法：采用與被測介質(zhì)親和力小親和力小的材料做電極套管，以減小液體的沾染。較常用的材料有聚四氟乙烯或聚四氟丙稀套管。采用隔離型電極隔離型電極。5.5.1 導電介質(zhì)用電容式

57、物位計返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.5.2 非導電介質(zhì)用電容式物位計若被測介質(zhì)是粘性非導電液體，其測量結(jié)果也會受到虛假液位虛假液位的影響，但一般很小，可以忽略忽略。HKdDHCCCi00)/ln()(2返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.5.3 固體物料用電容式物位計 因為固體摩擦較大，容易“滯留”，所以一般不用雙層式電極。對于非導電固體料位，可采用以電極棒電極棒和容器容器壁壁為兩電極、以被測物料作為電介質(zhì)的電容器來測量。如果容器為圓筒形，電容變化量為 對于像鋼筋水泥料倉的料位測量，用鋼絲繩鋼絲繩及倉庫鋼倉庫鋼筋筋作為容器的兩極，以測量非導電物

58、料的料位。鋼絲繩對地及鋼筋用絕緣材料加以絕緣。HKdDHCCCi00)/ln()(2返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.5.3 固體物料用電容式物位計返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.5.3 固體物料用電容式物位計電容式物位計在使用時主要應注意以下幾點：電容式物位計在使用時主要應注意以下幾點： 電極必須垂直安裝，安裝前要校直。 注意不要把電極安裝在管口、孔、凹坑等里面，以防止介質(zhì)停留而造成誤動作。 儀表的同軸電纜芯線不允許進水，必須嚴格予以注意。 同軸電纜不許切斷或加長，因為在校驗中已計入初始電容量，否則將影響零點和整個線性。 當被測介質(zhì)改變后，需

59、重新調(diào)整儀表。 當周圍溫度與調(diào)整時的溫度偏離過大時，則必須重新調(diào)整儀表。返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.5.4 油箱油量檢測系統(tǒng) 其主要組成部分是電容式液位傳感器、電橋、放大器、兩相電機、減速機構(gòu)和顯示裝置等。 返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.6 導電式液位計重點：導電式液位計、太陽能熱水器水位報警器的工作原理。難點：導電式液位計的工作原理。返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社 導電式液位計是利用某些液體的導電導電特性制成的。 導電式液位計的被測介質(zhì)必須是導電的，在抽水及儲水設(shè)備、工業(yè)水箱、汽車水箱等方面均被采用。5.6 導電式液位計返本章目錄

60、返本章目錄機械工業(yè)出版社5.7 超聲波式物位計5.7.1 超聲波的特性5.7.2 超聲波物位計的特點及其分類重點：超聲波物位計的原理、特點及其應用。難點：聲速校正方法5.7.3 聲速校正的方法返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.7.1 超聲波的特性 1.超聲波的分類超聲波的分類 縱波： 橫波： 表面波：2.2.超聲波的傳播速度超聲波的傳播速度 超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，傳播速度取決于介質(zhì)的彈性常數(shù)及介質(zhì)的密度，而且還與介質(zhì)所處的狀態(tài)有關(guān)。 3. 3.聲波的反射與折射聲波的反射與折射返本節(jié)目錄返本節(jié)目錄返本章目錄返本章目錄機械工業(yè)出版社5.7.2 超聲波物位計的特點及其分類 超聲波物