第二節(jié) 壓力測量

1、化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量第二章第二章 壓力測量壓力測量內(nèi)容：壓力的概念及壓力檢測儀表的分類；壓內(nèi)容：壓力的概念及壓力檢測儀表的分類；壓力檢測及儀表：普通彈簧管壓力表、電氣式壓力檢測及儀表：普通彈簧管壓力表、電氣式壓力計和壓力表的選擇和安裝。力計和壓力表的選擇和安裝。 要求：要求：1、掌握、掌握壓力的概念及壓力檢測儀表的分類壓力的概念及壓力檢測儀表的分類；2、掌握普通彈簧管壓力表的工作原理、結構及安、掌握普通彈簧管壓力表的工作原理、結構及安 裝方法。裝方法。3 3、理解各種電氣式壓力計的工作原理。、理解各種電氣式壓力計的工作原理?；x表及自動化化工儀表及自動

2、化第二章壓力測量第二章壓力測量第一節(jié)第一節(jié) 壓力單位及測壓儀表壓力單位及測壓儀表1、壓力的概念、壓力的概念 在工程上將介質(zhì)（包括氣體和液體）垂直作在工程上將介質(zhì)（包括氣體和液體）垂直作用在單位面積上的力。用在單位面積上的力。SFP 壓力公式壓力公式壓力單位壓力單位帕斯卡（帕斯卡（Pa）1 Pa=1N/1M Pa=1106 Pa化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量2、工程上各種壓力單位換算關系（見表、工程上各種壓力單位換算關系（見表2-1）壓力單位壓力單位帕帕（Pa）兆帕兆帕（M Pa）工程大氣壓工程大氣壓kgf/2毫米汞柱毫米汞柱mmHg巴巴bar帕帕（Pa）11106

3、1.01971057.5011031105兆帕兆帕（M Pa）1106110.1977.50110310工程大氣壓工程大氣壓kgf/9.8071049.8071021735.60.9807毫米汞柱毫米汞柱mmHg1.33321021.33321041.359510511.3332103巴巴bar1105011.0197750.11化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量3、各種壓力表示方式的關系（考試范圍）、各種壓力表示方式的關系（考試范圍）絕對壓力絕對壓力大氣壓力大氣壓力 指作用于物體表面上的全部壓力，指作用于物體表面上的全部壓力，其零點以絕對真空為基準，又稱總壓其零點以

4、絕對真空為基準，又稱總壓力或全壓力，以力或全壓力，以P絕絕表示。表示。 地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力，以力，以P大氣壓大氣壓表示。表示。 化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量表壓表壓 以以P表表表示，它是絕對壓力與大氣表示，它是絕對壓力與大氣壓之差，即壓之差，即 P表表P絕絕P大氣壓大氣壓。差壓差壓 任意兩個壓力之差稱為差壓。工業(yè)任意兩個壓力之差稱為差壓。工業(yè)上經(jīng)常進行差壓的測量。用上經(jīng)常進行差壓的測量。用Pd 表示。表示?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量P1絕對壓力的零線絕對壓力的零線大氣壓大氣壓P2P1絕絕P

5、1表表P2絕絕P2真真P表壓表壓=P絕絕P大大P真真=P大大P絕絕各種壓力表示方式的關系各種壓力表示方式的關系化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量注意注意 當被測壓力低于大氣壓力時，一般用負壓或當被測壓力低于大氣壓力時，一般用負壓或真空度來表示，真空度來表示， 它是大氣壓與絕對壓力之差，即它是大氣壓與絕對壓力之差，即P真空度真空度P大氣壓大氣壓P絕絕。12 工業(yè)上所用的工藝設備和測量儀表通常是處于工業(yè)上所用的工藝設備和測量儀表通常是處于大氣之中，本身就承受著大氣壓力，所以，工程上大氣之中，本身就承受著大氣壓力，所以，工程上經(jīng)常用表壓或真空度來表示壓力的大小。經(jīng)常用表壓或

6、真空度來表示壓力的大小。3 本書以后提到的壓力，除特別說明外，均指表本書以后提到的壓力，除特別說明外，均指表壓或真空度。壓或真空度?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量4、測量壓力儀表的分類（轉換原理）、測量壓力儀表的分類（轉換原理）1液柱式壓力計液柱式壓力計工作原理工作原理根據(jù)流體靜力學原理來測量壓力的。根據(jù)流體靜力學原理來測量壓力的。P1A=（ghP0）AhP1=ghP0P1表表=ghP1P1P0P0化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量工作介質(zhì)工作介質(zhì) 水銀或水水銀或水結構結構U型管、單管或斜管型管、單管或斜管適用場合適用場合低壓、負壓或壓力

7、差低壓、負壓或壓力差特點特點 精度受工作液的毛細管作用，精度受工作液的毛細管作用，密度及視差等因素的影響，測量范密度及視差等因素的影響，測量范圍較窄。圍較窄。P1P0化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量 由于由于U形管壓力形管壓力計需兩次讀取液面高計需兩次讀取液面高度，為使用方便，設度，為使用方便，設計出一次讀取液面高計出一次讀取液面高度的單管壓力計。度的單管壓力計。化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量液柱式壓力計化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量應用應用測量孔板前后的差壓測量孔板前后的差壓化工儀表及自動化化工儀表及自動

8、化第二章壓力測量第二章壓力測量工作原理工作原理特點特點 彈性式壓力表是彈性元件受壓后所產(chǎn)生彈性式壓力表是彈性元件受壓后所產(chǎn)生的彈性變形作為測量基礎。的彈性變形作為測量基礎。 結構簡單、價格低廉，現(xiàn)場使用和維護結構簡單、價格低廉，現(xiàn)場使用和維護都很方便，又有較寬的壓力測量范圍和較高都很方便，又有較寬的壓力測量范圍和較高的測量精度。的測量精度。 2彈性式壓力計彈性式壓力計化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量3電氣式壓力計電氣式壓力計工作原理工作原理特點特點 通過機械和電氣元件將被測壓力轉換成電通過機械和電氣元件將被測壓力轉換成電量（電壓、電流、頻率等）來進行測量的儀表。量（

9、電壓、電流、頻率等）來進行測量的儀表。 測量范圍較廣，精度高，可以遠距離傳測量范圍較廣，精度高，可以遠距離傳送電信號，便于與計算機聯(lián)接。送電信號，便于與計算機聯(lián)接?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量4活塞式壓力計活塞式壓力計piston gaugepiston gauge化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量工作原理工作原理油油杯杯活塞活塞手輪手輪砝碼砝碼標準表標準表活活塞塞活活塞塞柱柱被校壓力表被校壓力表 根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理，將被根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來測壓力轉換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)

10、量來進行測量。進行測量。化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量特點特點 精度高，允許誤差小到精度高，允許誤差小到0.05%0.02%，但結構復雜，價格，但結構復雜，價格較貴。較貴?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量彈性式壓力計彈性式壓力計工作原理工作原理特點特點 彈性式壓力表是彈性元件受壓后所產(chǎn)生彈性式壓力表是彈性元件受壓后所產(chǎn)生的彈性變形作為測量基礎。的彈性變形作為測量基礎。 結構簡單、價格低廉，現(xiàn)場使用和維護結構簡單、價格低廉，現(xiàn)場使用和維護都很方便，又有較寬的壓力測量范圍和較高都很方便，又有較寬的壓力測量范圍和較高的測量精度。的測量精度。

11、化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量彈性元件彈性元件1 彈性元件是一種簡單可靠的測壓傳感元件。彈性元件是一種簡單可靠的測壓傳感元件。 由虎克定律可知，彈性元件受壓后所產(chǎn)生的位由虎克定律可知，彈性元件受壓后所產(chǎn)生的位移與加在其上的力成正比，即：移與加在其上的力成正比，即：L=kP式中：式中： L彈性元件受壓后所產(chǎn)生的位移彈性元件受壓后所產(chǎn)生的位移 P加在彈性元件上的壓力變化量加在彈性元件上的壓力變化量 k彈性系數(shù)彈性系數(shù)化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量特點特點 采用不同材料、不同形狀的彈性元件作為采用不同材料、不同形狀的彈性元件作為感壓元件，可

12、以適用于不同場合、不同范圍的感壓元件，可以適用于不同場合、不同范圍的壓力測量。彈性元件一般是由磷青銅、黃銅、壓力測量。彈性元件一般是由磷青銅、黃銅、合金鋼或不銹鋼材料加工成形并進行適當?shù)臒岷辖痄摶虿讳P鋼材料加工成形并進行適當?shù)臒崽幚怼Ｄ壳皬V泛使用的彈性元件有彈簧管、波處理。目前廣泛使用的彈性元件有彈簧管、波紋管和膜片等。紋管和膜片等。 化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量彈簧管式彈性元件彈簧管式彈性元件 單圈彈簧管是彎成圓弧形的金屬管單圈彈簧管是彎成圓弧形的金屬管子，它的截面做成扁圓形或橢圓形。子，它的截面做成扁圓形或橢圓形。 結構結構特點特點 彈簧管式彈性元件的測壓范

13、圍較寬，彈簧管式彈性元件的測壓范圍較寬，可測量高達可測量高達1000MPa的壓力。的壓力。 化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量薄膜式彈性元件薄膜式彈性元件 薄膜式彈性元件根據(jù)其結構的不同還可以分薄膜式彈性元件根據(jù)其結構的不同還可以分為膜片式和膜盒式等。為膜片式和膜盒式等。 化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量膜片式彈性元件膜片式彈性元件 PP膜盒式彈性元件膜盒式彈性元件 由金屬或非金屬由金屬或非金屬材料做成的，有平膜片材料做成的，有平膜片和波紋膜片兩種形狀，和波紋膜片兩種形狀，其受壓后可產(chǎn)生變形，其受壓后可產(chǎn)生變形，從而引起位移。從而引起位移。

14、 由兩張金屬膜片沿周由兩張金屬膜片沿周口對焊成一薄壁盒子，內(nèi)口對焊成一薄壁盒子，內(nèi)充液體（通常是硅油），充液體（通常是硅油），則成為膜盒則成為膜盒 。結構結構化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量波紋管式彈性元件波紋管式彈性元件 波紋管式彈性元件是一個周圍制成波紋波紋管式彈性元件是一個周圍制成波紋狀的薄壁金屬筒體狀的薄壁金屬筒體 。結構結構特點特點 波紋管易于變形，可產(chǎn)生較大位移，故波紋管易于變形，可產(chǎn)生較大位移，故常用于微壓和低壓的測量（一般不超過常用于微壓和低壓的測量（一般不超過1MPa）。）。化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量雙波紋管壓差計

15、化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量彈簧管壓力表彈簧管壓力表2分類分類精密壓力表、標準壓力表、精密壓力表、標準壓力表、普通壓力表普通壓力表 雙面壓力表、電接點壓力表、雙面壓力表、電接點壓力表、遠傳壓力表、數(shù)字式壓力表遠傳壓力表、數(shù)字式壓力表 防爆壓力表、耐震壓力表、防爆壓力表、耐震壓力表、耐酸壓力表耐酸壓力表 按精度分按精度分按信號顯示分按信號顯示分按現(xiàn)場使用條件分按現(xiàn)場使用條件分化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量各種壓力表各種壓力表化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章

16、壓力測量化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量結構與工作原理結構與工作原理化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量壓力表的內(nèi)芯壓力表的內(nèi)芯化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量壓力表的內(nèi)芯壓力表的內(nèi)芯化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量電接點壓力表電接點壓力表 電接點壓力表與普通電接點壓力表與普通壓力表不同之處：壓力表不同之處：指

17、針上指針上有動觸點，表盤上另有兩有動觸點，表盤上另有兩根可調(diào)節(jié)的指針，其上分根可調(diào)節(jié)的指針，其上分別接有靜觸點，當壓力超別接有靜觸點，當壓力超過上限給定值時，動觸點過上限給定值時，動觸點和靜觸點接觸，高限報警和靜觸點接觸，高限報警電路接通。若壓力低于下電路接通。若壓力低于下限給定值時，動觸點與靜限給定值時，動觸點與靜觸點接通，使低限報警電觸點接通，使低限報警電路接通。靜觸點指針的位路接通。靜觸點指針的位置可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。置可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。 化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量第三節(jié)第三節(jié) 電氣式壓力計電氣式壓力計工作原理工作原理特點特點 通過機械和電氣元件將被測

18、壓力轉換成電通過機械和電氣元件將被測壓力轉換成電量（電壓、電流、頻率等）來進行測量的儀表。量（電壓、電流、頻率等）來進行測量的儀表。 測量范圍較廣，精度高，可以遠距離傳測量范圍較廣，精度高，可以遠距離傳送電信號，便于與計算機聯(lián)接。送電信號，便于與計算機聯(lián)接。(如如DCS控制）控制）化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量工作原理工作原理 應變片式壓力傳感器是根據(jù)電阻應變原理應變片式壓力傳感器是根據(jù)電阻應變原理制成的。它利用應變片作為轉換元件，把被測制成的。它利用應變片作為轉換元件，把被測壓力壓力P轉換成應變片的電阻值的變化，然后經(jīng)過轉換成應變片的電阻值的變化，然后經(jīng)過橋式電

19、路取得橋式電路取得mV 級的電量輸出。級的電量輸出。 一、應變片式壓力傳感器一、應變片式壓力傳感器化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量金屬的金屬的電阻應變效應電阻應變效應 當金屬絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值將當金屬絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值將發(fā)生變化，這種效應稱為電阻應變效應。發(fā)生變化，這種效應稱為電阻應變效應。AlR 設有一段長為設有一段長為l，截面積為截面積為A A，電阻率為，電阻率為的導體的導體( (如金屬絲如金屬絲) )，它具有的電阻為，它具有的電阻為當它受到軸向力當它受到軸向力F F而被拉伸而被拉伸( (或壓縮或壓縮) )時，其時，其l和

20、和A A均發(fā)均發(fā)生變化，因而導體的電阻隨之發(fā)生變化。生變化，因而導體的電阻隨之發(fā)生變化?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量應變片的結構應變片的結構電阻絲應變片是用直徑為電阻絲應變片是用直徑為0.025mm具有高電阻率的具有高電阻率的電阻絲制成的。為了獲得高的阻值，將電阻絲排列成柵電阻絲制成的。為了獲得高的阻值，將電阻絲排列成柵網(wǎng)狀，稱為敏感柵，并粘貼在絕緣的基片上，電阻絲的網(wǎng)狀，稱為敏感柵，并粘貼在絕緣的基片上，電阻絲的兩端焊接引線。敏感柵上面粘貼有保護用的覆蓋層。如兩端焊接引線。敏感柵上面粘貼有保護用的覆蓋層。如圖：圖：(a)(a)絲式絲式 (b)(b)箔式箔式 (

21、c)(c)半導體半導體1 1敏感柵敏感柵 2 2基底基底 3 3引線引線 4 4蓋層蓋層 5 5粘結劑粘結劑 6 6電極電極化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量(1)(1)敏感柵敏感柵應變計中實現(xiàn)應變應變計中實現(xiàn)應變- -電阻轉換的敏感元件。電阻轉換的敏感元件。它通常由直徑為它通常由直徑為0.0150.0150.05mm0.05mm的金屬絲繞成柵狀，或的金屬絲繞成柵狀，或用金屬箔腐蝕成柵狀。圖中用金屬箔腐蝕成柵狀。圖中l(wèi) l表示柵長，表示柵長，b b表示柵寬。其表示柵寬。其電阻值一般在電阻值一般在100100以上。以上。(2)(2)基底基底為保持敏感柵固定的形狀、尺寸和

22、位置，為保持敏感柵固定的形狀、尺寸和位置，通常用粘結劑將它固結在紙質(zhì)或膠質(zhì)的基底上。應變計通常用粘結劑將它固結在紙質(zhì)或膠質(zhì)的基底上。應變計工作時，基底起著把試件應變準確地傳遞給敏感柵的作工作時，基底起著把試件應變準確地傳遞給敏感柵的作用。為此，基底必須很薄，一般為用。為此，基底必須很薄，一般為0.020.020.04mm0.04mm。化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量(3)(3)引線引線它起著敏感柵與測量電路之間的過渡連接和引導它起著敏感柵與測量電路之間的過渡連接和引導作用。通常取直徑約作用。通常取直徑約0.10.10.15mm0.15mm的低阻鍍錫銅線，并用釬焊的低

23、阻鍍錫銅線，并用釬焊與敏感柵端連接。與敏感柵端連接。(4)(4)蓋層蓋層用紙、膠作成覆蓋在敏感柵上的保護層；起著防用紙、膠作成覆蓋在敏感柵上的保護層；起著防潮、防蝕、防損等作用。潮、防蝕、防損等作用。(5)(5)粘結劑粘結劑在制造應變計時，用它分別把蓋層和敏感柵固在制造應變計時，用它分別把蓋層和敏感柵固結于基底；在使用應變計時，用它把應變計基底再粘貼在試結于基底；在使用應變計時，用它把應變計基底再粘貼在試件表面的被測部位。因此它也起著傳遞應變的作用。件表面的被測部位。因此它也起著傳遞應變的作用?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量結構結構應變筒應變筒外殼外殼密封膜片密封

24、膜片r1r2 應變筒應變筒l的上端與外殼的上端與外殼2固定在一起，下端與不銹鋼密固定在一起，下端與不銹鋼密封膜片封膜片3緊密接觸，兩片康銅絲應變片緊密接觸，兩片康銅絲應變片r1和和r2用特殊膠合用特殊膠合劑劑(縮醛膠等縮醛膠等)貼緊在應變筒的外壁。貼緊在應變筒的外壁。r1沿應變筒軸向貼放，沿應變筒軸向貼放，作為測量片，作為測量片，r2沿徑向貼放，作為溫度補償片。應變片與沿徑向貼放，作為溫度補償片。應變片與筒體之間不發(fā)生相對滑動，并且保持電氣絕緣。筒體之間不發(fā)生相對滑動，并且保持電氣絕緣?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量r1r2r3r4輸出信號輸出信號當被測壓力當被測

25、壓力P作用于膜片而作用于膜片而使應變筒作軸向受壓變形時，沿使應變筒作軸向受壓變形時，沿軸向貼放的應變片軸向貼放的應變片r1也將產(chǎn)生軸也將產(chǎn)生軸向壓縮應變向壓縮應變 1，于是，于是r1的阻值變的阻值變小；而沿徑向貼放的應變片??；而沿徑向貼放的應變片r2，由于本身受到橫向壓縮將引起縱由于本身受到橫向壓縮將引起縱向拉伸應變向拉伸應變2，于是，于是r2阻值變大。阻值變大。但是由于但是由于 2比比 1要小，故實際要小，故實際上上r1的減少量將比的減少量將比r2的增大量為的增大量為大。大?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量二、壓阻式壓力變送器二、壓阻式壓力變送器工作原理工作原理

26、壓阻式壓力變送器是利用單晶硅的壓壓阻式壓力變送器是利用單晶硅的壓阻效應而構成的阻效應而構成的 。結構結構單晶硅片單晶硅片等效電阻等效電阻化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量特點特點 精度高、工作可靠、頻率響應高、遲滯小、尺寸小、重量輕和結構簡單?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量三、電容式壓力變送器三、電容式壓力變送器工作原理工作原理結構結構 先將壓力的變化轉換為電容量的變化，先將壓力的變化轉換為電容量的變化，然后進行測量。然后進行測量。ABUqCdS0化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量 高可靠性；高可靠性； 量程可遷

27、移，零點、量程可遷移，零點、滿度可外部連續(xù)調(diào)節(jié)；滿度可外部連續(xù)調(diào)節(jié)； 介質(zhì)兼容性強，介質(zhì)兼容性強，適用范圍廣泛。適用范圍廣泛。特點特點化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量電容式壓力變送器外形電容式壓力變送器外形化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量第四節(jié)第四節(jié) 智能式壓力變送器智能式壓力變送器 智能型壓力或差壓變送器是在普通壓力或差壓智能型壓力或差壓變送器是在普通壓力或差壓傳感器的基礎上增加微處理器電路。傳感器的基礎上增加微處理器電路?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量一、智能變送器的特點一、智能變送器的特點1性能穩(wěn)定，可

28、靠性好，測量精度高，基本誤差僅性能穩(wěn)定，可靠性好，測量精度高，基本誤差僅為為0.1%。2量程范圍可達量程范圍可達100：1，時間常數(shù)可在，時間常數(shù)可在036s內(nèi)調(diào)整，內(nèi)調(diào)整，有較寬的零點遷移范圍有較寬的零點遷移范圍。3具有溫度、靜壓的自動補償功能，在檢測溫度時，具有溫度、靜壓的自動補償功能，在檢測溫度時，可對非線性進行自動校正?？蓪Ψ蔷€性進行自動校正。4具有數(shù)字、模擬兩種輸出方式，能夠實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)具有數(shù)字、模擬兩種輸出方式，能夠實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通訊，可以與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡和上位計算機相連。通訊，可以與現(xiàn)場總線網(wǎng)絡和上位計算機相連。5可以進行遠程通訊，通過現(xiàn)場通訊器，使變送器可以進行遠程通訊，通過現(xiàn)場通

29、訊器，使變送器具有自修正、自補償、自診斷及錯誤方式告警等具有自修正、自補償、自診斷及錯誤方式告警等多種功能，簡化了調(diào)整、校準與維護過程，使維多種功能，簡化了調(diào)整、校準與維護過程，使維護和使用都十分方便。護和使用都十分方便?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量A/D轉換轉換微處理器微處理器傳感器線性化傳感器線性化量程范圍調(diào)整量程范圍調(diào)整傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)工程單位變換工程單位變換阻尼阻尼 通信通信診斷診斷數(shù)字通訊數(shù)字通訊本機量程本機量程和零點和零點調(diào)整調(diào)整傳感膜頭傳感膜頭修正系數(shù)修正系數(shù)膜頭信息膜頭信息溫溫度度傳傳感感器器電子板模電子板模塊內(nèi)存塊內(nèi)存量程值量程值變送器組態(tài)變送

30、器組態(tài)D/A轉換轉換P1P2二、智能變送器的結構原理二、智能變送器的結構原理化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量特點特點硬件硬件 檢測部件中，除了傳感元件外，檢測部件中，除了傳感元件外，還裝有補償用的測溫元件；內(nèi)部電還裝有補償用的測溫元件；內(nèi)部電路采用了超大規(guī)模集成電路，將微路采用了超大規(guī)模集成電路，將微處理器、存儲器、通訊電路、數(shù)模處理器、存儲器、通訊電路、數(shù)模（）等集成在一塊專用的集（）等集成在一塊專用的集成電路板上。因而，變送器的結構成電路板上。因而，變送器的結構緊湊，可靠性提高。緊湊，可靠性提高。以美國費希爾以美國費希爾羅斯蒙特的羅斯蒙特的3075C型差壓變送器

31、來說明：型差壓變送器來說明：化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量技術性能技術性能 由于采用了微處理器，變送器的由于采用了微處理器，變送器的輸入輸出非線性補償不僅可以由硬件輸入輸出非線性補償不僅可以由硬件來實現(xiàn)，又可靠軟件來補償，提高了來實現(xiàn)，又可靠軟件來補償，提高了變送器的精度。變送器的精度。遠程通訊遠程通訊 傳統(tǒng)的變送器必須在實驗室使用傳統(tǒng)的變送器必須在實驗室使用標準儀表進行校驗、量程調(diào)整，而智標準儀表進行校驗、量程調(diào)整，而智能變送器可以通過手持通信器或計算能變送器可以通過手持通信器或計算機控制系統(tǒng)與變送器遠程通迅，可對機控制系統(tǒng)與變送器遠程通迅，可對1500之內(nèi)的現(xiàn)

32、場變送器進行工作參之內(nèi)的現(xiàn)場變送器進行工作參數(shù)的設定、量程調(diào)整以及向變送器加數(shù)的設定、量程調(diào)整以及向變送器加入信息數(shù)據(jù)。入信息數(shù)據(jù)?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量電源電源控制室控制室現(xiàn)場現(xiàn)場變送器的連接：變送器的連接：化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量HART通信器通信器化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量手持通信器能夠實現(xiàn)下列功能：手持通信器能夠實現(xiàn)下列功能：1組態(tài)組態(tài)。2測量范圍的變更測量范圍的變更。3變送器的校準。變送器的校準。4自診斷。自診斷。化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量變送

33、器的裝配圖變送器的裝配圖化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量壓力計的選用及安裝壓力計的選用及安裝 一、壓力計的選用一、壓力計的選用 對壓力計類型的選用主要從以滿足工藝生產(chǎn)的對壓力計類型的選用主要從以滿足工藝生產(chǎn)的要求和價格兩方面來考慮。要求和價格兩方面來考慮。信號形式信號形式被測介質(zhì)的物理化學性質(zhì)被測介質(zhì)的物理化學性質(zhì)現(xiàn)場環(huán)境條件現(xiàn)場環(huán)境條件1、儀表類型的選用、儀表類型的選用化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量壓力表的常規(guī)型號壓力表的常規(guī)型號型號型號說明說明測量范圍測量范圍/MPa精度精度Y-60徑向徑向1.010n1.610n2.510n4.0

34、10n6.010n1.5Y-100徑向徑向Y-100T徑向帶后邊徑向帶后邊Y-100ZQ軸向帶前邊軸向帶前邊Y-150徑向徑向YA-100氨氣壓力表氨氣壓力表YX-150電接點壓力表電接點壓力表YB-200標準表標準表0.4YS-60活塞式壓力計活塞式壓力計0.1600.02化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量 儀表測量范圍儀表測量范圍是指被測量可按規(guī)定是指被測量可按規(guī)定精確度進行測量的范圍，它是根據(jù)操作中精確度進行測量的范圍，它是根據(jù)操作中需要測量的參數(shù)大小來確定的。需要測量的參數(shù)大小來確定的。 根據(jù)根據(jù)“化工自控設計技術規(guī)定化工自控設計技術規(guī)定”：在測量穩(wěn)：在測量穩(wěn)

35、定壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的定壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的23；測量脈動壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值測量脈動壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的的12；測量高壓壓力時，最大工作壓力不應超過測；測量高壓壓力時，最大工作壓力不應超過測量上限值的量上限值的35。為了保證測量的準確度，所測的壓。為了保證測量的準確度，所測的壓力值不能太接近儀表的下限值，一般被測壓力的最小力值不能太接近儀表的下限值，一般被測壓力的最小值不低于儀表滿量程的值不低于儀表滿量程的13。 定義定義2、儀表測量范圍的確定、儀表測量范圍的確定化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章

36、壓力測量 儀表的精度等級是根據(jù)工藝生產(chǎn)中所允許的最儀表的精度等級是根據(jù)工藝生產(chǎn)中所允許的最大絕對誤差來確定的。大絕對誤差來確定的。 %100max量程 按國家統(tǒng)一規(guī)定劃分的等級有按國家統(tǒng)一規(guī)定劃分的等級有0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、 0.5、1.0、1.5、2 .5、4 .0 一般工業(yè)用壓力表一般工業(yè)用壓力表1.5級或級或2.5級已足夠級已足夠,科研或科研或精密測量用精密測量用0.5級或級或0.4級的精密壓力計或標準壓力級的精密壓力計或標準壓力表。表。3、儀表精度等級的選取、儀表精度等級的選取化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量例：某工廠的一

37、臺壓縮機的出口壓力范圍為例：某工廠的一臺壓縮機的出口壓力范圍為911MPa，工藝要求測量誤差不能大于工藝要求測量誤差不能大于0.5MPa。試選擇一臺就地。試選擇一臺就地顯示的壓力計（指出型號、測量范圍和精度）。顯示的壓力計（指出型號、測量范圍和精度）。解：解： 根據(jù)題意，選擇一臺普通彈簧管壓力表就能滿根據(jù)題意，選擇一臺普通彈簧管壓力表就能滿足要求，型號為：足要求，型號為：Y100。 由于壓縮機的出口壓力波動大，應選擇儀表的由于壓縮機的出口壓力波動大，應選擇儀表的上限值為：上限值為：PPMAX211222 MPa化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量根據(jù)附錄一，應選擇壓力表

38、的測量范圍為：根據(jù)附錄一，應選擇壓力表的測量范圍為： 025 MPa由于由于92513， 被測壓力的最小值不低于滿被測壓力的最小值不低于滿量程的量程的13，這是允許的。，這是允許的。根據(jù)工藝的測量誤差要求得：根據(jù)工藝的測量誤差要求得： %2%1000255.0%100max量程確定該壓力表的精度等級為確定該壓力表的精度等級為1.5?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量二、壓力計的安裝二、壓力計的安裝1、測量點的選擇、測量點的選擇 測壓點要選在被測介質(zhì)直線流動的管段上，測壓點要選在被測介質(zhì)直線流動的管段上，不可選在管路拐彎、分岔、死角或其容易形成不可選在管路拐彎、分岔、死

39、角或其容易形成漩渦的部分。漩渦的部分。 測量流動介質(zhì)的壓力時，應使取壓點與流測量流動介質(zhì)的壓力時，應使取壓點與流動方向垂直，并保證管內(nèi)端面與生產(chǎn)設備連接動方向垂直，并保證管內(nèi)端面與生產(chǎn)設備連接處的內(nèi)壁光滑。處的內(nèi)壁光滑。 測量液體壓力時，取壓點應選在管道下部，測量液體壓力時，取壓點應選在管道下部，使導壓管內(nèi)不存積氣體；測量氣體壓力時，取壓使導壓管內(nèi)不存積氣體；測量氣體壓力時，取壓點應在管道上方，使導壓管內(nèi)不積存液體。點應在管道上方，使導壓管內(nèi)不積存液體。123化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量2、導壓管的鋪設、導壓管的鋪設123 導壓管粗細要合適，一般內(nèi)徑為導壓管粗細

40、要合適，一般內(nèi)徑為610。長度應盡。長度應盡可能短，最長不宜超過可能短，最長不宜超過50m，以減少壓力指示的延遲。如，以減少壓力指示的延遲。如超過超過50m，應選用能遠傳的壓力變送器。，應選用能遠傳的壓力變送器。 導壓管有必要作水平安裝時應保證有導壓管有必要作水平安裝時應保證有1：101：20的傾斜度，以利于積存液體（氣體）的排出。的傾斜度，以利于積存液體（氣體）的排出。 當被測介質(zhì)易冷凝或凍結時，必須加設保溫伴熱管線。當被測介質(zhì)易冷凝或凍結時，必須加設保溫伴熱管線。 取壓口到壓力表之間應裝有切斷閥，以備檢修壓力取壓口到壓力表之間應裝有切斷閥，以備檢修壓力表時使用。切斷閥的位置應靠近取壓口。表

41、時使用。切斷閥的位置應靠近取壓口。4化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量3、壓力表的安裝、壓力表的安裝123壓力表應垂直安裝在易觀察和檢修的地方。壓力表應垂直安裝在易觀察和檢修的地方。安裝地點應力求避免振動和高溫的影響。安裝地點應力求避免振動和高溫的影響。 壓力表與導壓管的連接處應加裝合適的密封墊壓力表與導壓管的連接處應加裝合適的密封墊片。片。 化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量4 測量蒸汽壓力時，應測量蒸汽壓力時，應加裝回形冷凝管，以防加裝回形冷凝管，以防止高溫蒸汽直接與測壓止高溫蒸汽直接與測壓元件接觸元件接觸 ；對于測量腐；對于測量腐蝕、高

42、粘度、有結晶介蝕、高粘度、有結晶介質(zhì)的壓力時，應加裝有質(zhì)的壓力時，應加裝有中性介質(zhì)的隔離罐。隔中性介質(zhì)的隔離罐。隔離罐內(nèi)的隔離液應選擇離罐內(nèi)的隔離液應選擇沸點高、凝固點低、化沸點高、凝固點低、化學與物理性質(zhì)穩(wěn)定的液學與物理性質(zhì)穩(wěn)定的液體，如甘油、乙醇等。體，如甘油、乙醇等。 管道化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量、壓力表的使用和維護 （1）壓力表在投運時應緩慢地升壓，不能使指針猛然上升，以免損壞壓力表。（2）定時巡查，查看壓力表的表體、連接管路、線路、閥門是否有泄漏、損壞、腐蝕；壓力表應保持潔凈，表盤上的玻璃應明亮清晰，使表盤內(nèi)指針指示的壓力值能清楚易見，表盤玻璃破碎

43、或表盤刻度模糊不清的壓力表應停止使用。（3）壓力表的取壓管要定期吹洗，以免堵塞。特別是用于有油垢、粘性物質(zhì)或纖維介質(zhì)的壓力表取壓管，更應經(jīng)常吹洗。 （4）要經(jīng)常檢查壓力表指示是否平穩(wěn)，是否有跳動或卡住現(xiàn)象，分析其故障原因，當確認不是由工藝操作引起時，及時維修或更換壓力表。更換壓力表時注意一定要在無壓力的情況下拆除。（5）在無壓力時，指針不能回到零位的壓力表要及時更換。（6）定期檢查取壓管上的切斷閥是否處于全開位置。 化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量、壓力表的校驗化工儀表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量工作原理工作原理油油杯杯活塞活塞手輪手輪砝碼砝

44、碼標準表標準表活活塞塞活活塞塞柱柱被校壓力表被校壓力表 根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理，將被測根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進行壓力轉換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進行測量。測量?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量（二）壓力變送器的使用和維護壓力（差壓）變送器在使用過程經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，工藝人員掌握一些使用和維護知識對正在進行的生產(chǎn)來說是至關重要的。（1）壓力變送器內(nèi)部是弱電，要注意防水和與強電隔離，而且保持變送器及其附件的清潔。（2）經(jīng)常檢查取壓管路及閥門接頭處有無滲漏現(xiàn)象，如有滲漏現(xiàn)象應盡快處理。（3）對壓力（差壓）變送器

45、的取壓管定期進行排污、排凝或放空，對易堵介質(zhì)的導壓管定期進行吹掃，以免發(fā)生正負導壓管堵塞現(xiàn)象。（4）保證取壓管的切斷閥打開，如測量差壓，要安裝三閥組，并正確使用三閥組，避免差壓變送器單向受壓，因故差壓變送器單向受壓要立刻消除壓力，校對零點；差壓變送器工作時，不能打開平衡閥。（5）經(jīng)常檢查壓力變送器零點和顯示值的準確性，當發(fā)現(xiàn)壓力變送器指示不符合工藝要求時，可參照壓力變送器取壓點附近的壓力表，及時判斷是壓力變送器的故障還是工藝操作造成的。（6）根據(jù)JJG8822004壓力變送器檢定規(guī)程，壓力變送器要定期檢定，檢定周期可根據(jù)使用環(huán)境條件，使用頻繁程度和重要程度來確定，一般不超過一年?；x表及自動

46、化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量例題分析例題分析 2、 如果某反應器最大壓力為如果某反應器最大壓力為0.6MPa,允許最大絕對誤差允許最大絕對誤差為士為士0.02MPa?，F(xiàn)用一臺測量范圍為?，F(xiàn)用一臺測量范圍為01.6MPa，準確度為，準確度為1.5級的壓力表來進行測量，問能否符合工藝上的誤差要求級的壓力表來進行測量，問能否符合工藝上的誤差要求?若采用一臺測量范圍為若采用一臺測量范圍為01.0MPa，準確度為，準確度為1.5級的壓力級的壓力表，問能符合誤差要求嗎表，問能符合誤差要求嗎?試說明其理由。試說明其理由。解：對于測量范圍為解：對于測量范圍為01.6MPa，準確度為，準確度為

47、1.5級的壓力表級的壓力表,允允許的最大絕對誤差為許的最大絕對誤差為:因為此數(shù)值超過了工藝上允許的最大絕對誤差數(shù)值，所因為此數(shù)值超過了工藝上允許的最大絕對誤差數(shù)值，所以是不合格的。以是不合格的?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量對于測量范圍為對于測量范圍為01.0MPa，準確度亦為，準確度亦為1.5級的壓力級的壓力表，允許的最大絕對誤差為：表，允許的最大絕對誤差為：因為此數(shù)值小于工藝上允許的最大絕對誤差，故因為此數(shù)值小于工藝上允許的最大絕對誤差，故符合對測量準確度的要求，可以采用。符合對測量準確度的要求，可以采用。該例說明了選一臺量程很大的儀表來測該例說明了選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值是不適宜的。量很小的參數(shù)值是不適宜的?；x表及自動化化工儀表及自動化第二章壓力測量第二章壓力測量壓力表常見故障及處理方法（一）壓力表常見故障及處理方法（一） 故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象故障原因故障原因處理方法處理方法壓壓力力表表無無指指示示導壓管上