自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng) 壓力檢測(cè)合集課件

5.壓力檢測(cè)壓力（壓強(qiáng)）是物體對(duì)單位面積上的垂直作用力。是工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的工藝參數(shù)之一，對(duì)冶金、石油、電力、食品等各部門均很重要。如冶金工業(yè)中冶煉爐、加熱爐的爐膛壓力的測(cè)量和控制對(duì)節(jié)約能源、安全生產(chǎn)有意義。另外其他過程參數(shù)如液位和流量的測(cè)量也可以通過測(cè)量壓力或壓力差而間接測(cè)出。壓力單位及壓力檢測(cè)方法--重力平衡法、機(jī)械力平衡法、彈性力平衡法和物位測(cè)量法常用的壓力檢測(cè)儀表--彈性壓力計(jì)、力平衡式壓力計(jì)和壓力傳感器測(cè)壓儀表的使用和壓力檢測(cè)系統(tǒng)皖魚黨煎殊崎滁溜斜登駕冤思藏捶膏護(hù)撿堤芥下牧漢矯超喉西溪噪幫靛仁自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)5.壓力檢測(cè)壓力（壓強(qiáng)）是物體對(duì)單位面積上的垂直作用力。是工1一、壓力的單位定義垂直均勻地作用于單位面積上的力，通常用p來表示。單位在國際單位制中為“帕斯卡”簡稱“帕”，符號(hào)為Pa，定義為1Pa=1N/m2。還有“千帕”、“兆帕”等。我國規(guī)定帕斯卡為壓力的法定單位，目前仍在使用的壓力單位還有工程大氣壓、物理大氣壓、巴、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、毫米汞柱、毫米水柱等。P67表5-1給出了各壓力單位之間的換算關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：0℃時(shí)，水銀密度為13.5951g/cm3,在標(biāo)準(zhǔn)重力加速度980.665cm/s2下，高760mm水銀柱對(duì)底面的壓力。工程大氣壓：每平方厘米面積上垂直作用1公斤力的壓力。5.1.壓力單位及壓力檢測(cè)方法沽痘廓爍躊脆寫冊(cè)呢遜韋繡胺詣究魯訃衰撒廖涉指刺經(jīng)賒昏孟淺攀翰鍋隅自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)一、壓力的單位5.1.壓力單位及壓力檢測(cè)方法沽痘廓爍躊脆寫冊(cè)2為了不同場(chǎng)合使用方便，有相應(yīng)的測(cè)量儀表

絕對(duì)壓力被測(cè)介質(zhì)作用在容器表面積上的全壓力，用符號(hào)pi表示。用絕對(duì)壓力表測(cè)量。大氣壓力由于地球表面空氣重量形成的壓力，隨地理緯度、海拔高度及氣象條件而變化，用氣壓計(jì)測(cè)定，用符號(hào)pd表示。表壓力為絕對(duì)壓力和大氣壓力之差，用符號(hào)pb表示。即：pb=pi-pd

常用的壓力測(cè)量儀表測(cè)得的壓力值，一般都是此。真空度絕對(duì)壓力小于大氣壓力表壓力為負(fù)值時(shí)的其絕對(duì)值，用符號(hào)pz表示。即：pz=pd

–pi 用真空表測(cè)量。差壓設(shè)備中兩處的壓力之差稱為差壓。二、壓力的幾種表示方法皿氓守肆雅鰓湊焉軸謬酌月勾樟灤鉛通涯霞絳流琢鹼琢腫猶觀陋脂興柿永自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)為了不同場(chǎng)合使用方便，有相應(yīng)的測(cè)量儀表 二、壓力的幾種表示方3

根據(jù)工作原理的不同而進(jìn)行分類：1.重力平衡法液柱式壓力計(jì)原理是基于液體靜力學(xué)原理-被測(cè)壓力與一定高度的工作液體產(chǎn)生的重力相平衡，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為液柱高度來測(cè)量，如U形管壓力計(jì)。特點(diǎn)是測(cè)壓范圍小于0.1~0.2MPa的壓力、差壓和負(fù)壓；精度高，有時(shí)用作標(biāo)準(zhǔn)儀器；結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低，不易遠(yuǎn)傳；填充液常為水銀，有毒，且玻璃管易碎。負(fù)荷式壓力計(jì)原理是基于重力平衡原理?；钊綁毫τ?jì)。將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為平衡重物的重量來測(cè)量。特點(diǎn)是測(cè)量范圍寬（0.04~2500MPa）、精度高、性能穩(wěn)定可靠，多用作校驗(yàn)儀表。三、壓力檢測(cè)的主要方法及分類姓袱燙賒筑痞勒財(cái)怪框拳熏涉擂霉藥陛歧聲氏斬梅財(cái)飼睬俯癥襪桐利昌朵自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè) 根據(jù)工作原理的不同而進(jìn)行分類：三、壓力檢測(cè)的主要方法及分類42.機(jī)械力平衡法原理：將被測(cè)壓力經(jīng)變換元件轉(zhuǎn)換成一個(gè)集中力，用外力與之平衡，通過測(cè)量外力得到被測(cè)壓力。特點(diǎn)：可達(dá)較高的精度，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。多用于電動(dòng)和氣動(dòng)組合儀表中。3.彈性力平衡法原理：利用彈性元件的彈性變形特性進(jìn)行測(cè)量，彈性力與被測(cè)壓力相平衡，測(cè)變形就可知壓力。特點(diǎn)：類型多，可測(cè)壓力、負(fù)壓、絕對(duì)壓力和壓差，應(yīng)用最廣泛。4.物性測(cè)量法

原理：在壓力作用下，測(cè)壓元件的某些物理特性會(huì)發(fā)生變化。分類：電測(cè)式壓力計(jì)（利用壓阻、壓電或其它物理特性將壓力轉(zhuǎn)換為各種電量）和其它新型壓力計(jì)（集成式壓力計(jì)和光纖壓力計(jì)）低遍準(zhǔn)渭怎漳韶倍薄遷辮怠賊壩裴龍查遲絕黎滲乏沉碑輩豫卡誓劍要環(huán)味自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)2.機(jī)械力平衡法低遍準(zhǔn)渭怎漳韶倍薄遷辮怠賊壩裴龍查遲絕黎滲乏5彈性壓力計(jì)—彈簧管壓力計(jì)、電位器式壓力變送器、霍爾式壓力變送器力平衡式壓力計(jì)（后面介紹）壓力傳感器-應(yīng)變式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、振頻式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器和集成壓力傳感器5.2.常用壓力檢測(cè)儀表慢簡盟耀秋蘆千災(zāi)殷昧紋劈翠毫塵縷氟泉鞍韶巾輪燒蝦椿股頹婁亮伍費(fèi)被自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)彈性壓力計(jì)—彈簧管壓力計(jì)、電位器式壓力變送器、霍爾式壓力變送6感受壓力，產(chǎn)生變形（核心部分）調(diào)整儀表的零點(diǎn)和量程 利用彈性元件受壓變形的原理。彈性壓力計(jì)的組成一般包括幾個(gè)主要環(huán)節(jié)，如圖5-2所示。給出壓力示值是指針或刻度尺一、彈性壓力計(jì)喀哲馬賠輥苞正接正軌玻書迷樞框理媳分莎謝陀革啃此椎殉憾噶臘調(diào)厄悸自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)感受壓力，產(chǎn)生變形（核心部分）調(diào)整儀表的零點(diǎn)和量程 利用彈性71.測(cè)壓彈性元件彈性膜片外緣固定的片狀的彈性膜片，其彈性特性是中心位移與壓力的關(guān)系。分為平膜片、波紋膜片和撓性膜片，各有其特點(diǎn)。波紋管壁面有多個(gè)同心環(huán)狀波紋，一端封閉，開口端固定，封閉端位移與壓力成正比。彈簧管圓弧狀，軸截面為扁圓形或橢圓形，一端封閉且處于自由狀態(tài)，自由端位移與壓力有關(guān)。詳見P71.表5-2。材料銅合金、彈性合金、不銹鋼及半導(dǎo)體硅材料么瘋祥蚤符騁秧魁來稅按旁逐短磅雕桂獎(jiǎng)矯識(shí)姬敖奪呢習(xí)鳴樊郊售銷人位自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)1.測(cè)壓彈性元件么瘋祥蚤符騁秧魁來稅按旁逐短磅雕桂獎(jiǎng)矯識(shí)姬敖82.彈簧管壓力計(jì)

是最常用的直讀式測(cè)壓儀表（還有波紋管差壓計(jì)和膜盒式壓力計(jì)）結(jié)構(gòu)如圖5-3所示特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格低廉，測(cè)壓范圍寬（-105~109Pa），精確度可高達(dá)到±0.1%，應(yīng)用廣泛。3.波紋管差壓計(jì)僅亂摹遲德洽艙日益點(diǎn)扁啼宋陌矢逛業(yè)緣嘴溶輕痊宰諜硯夾斜梯風(fēng)絢閩蒸自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)2.彈簧管壓力計(jì)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格低廉，測(cè)壓范94.彈性測(cè)壓計(jì)信號(hào)的遠(yuǎn)傳方式彈性測(cè)壓計(jì)可以在現(xiàn)場(chǎng)指示，但是更多情況下要求信號(hào)遠(yuǎn)傳至控制室。將測(cè)壓點(diǎn)取出的壓力信號(hào)，通過長距離導(dǎo)壓信號(hào)管，將信號(hào)傳到很遠(yuǎn)的壓力表上去的遠(yuǎn)傳方式實(shí)際上不可能應(yīng)用，遠(yuǎn)傳多采用電遠(yuǎn)傳方式，即在測(cè)壓點(diǎn)附近的壓力敏感件上面，附帶有將位移變換為輸出電信號(hào)的裝置，通過電信號(hào)的傳輸，將壓力指示和記錄下來。常用的轉(zhuǎn)換方式有電位器式、霍爾元件式、電感式、差動(dòng)變壓器式。大訛逝脾迪戳池鞋接晉真臟墓胺爸掂彎埃瀾際到烤裁瀑浙塌掐幟窒狡究罷自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)4.彈性測(cè)壓計(jì)信號(hào)的遠(yuǎn)傳方式大訛逝脾迪戳池鞋接晉真臟墓胺爸掂10原理：將彈性元件的輸出位移變?yōu)殡娢黄骰瑒?dòng)觸點(diǎn)的位移，故被測(cè)壓力的變化就轉(zhuǎn)換成了電位器阻值的變化。將電位器與其它電阻組成一個(gè)電橋，當(dāng)電位器阻值變化時(shí)，電橋輸出電壓就變化。特點(diǎn)：簡單、線性輸出但滑線電位器易磨損腐蝕。電位器式訓(xùn)積玫搔撲寅販炕階孫啦施磨你傾閏兼饅懇湊納挎荒慈剮娶硒愚瞥律所滅自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)原理：將彈性元件的輸出位移變?yōu)殡娢黄骰瑒?dòng)觸點(diǎn)的位移，故被測(cè)壓11霍爾元件式原理：基于半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)，將自由端的位移通過霍爾元件轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。B霍爾電勢(shì)控制電流-++-霍爾效應(yīng)：在霍爾元件（一種特殊的半導(dǎo)體元件）的縱向端面上通以一定的控制電流I，在與I垂直的方向上加一磁場(chǎng)其強(qiáng)度為B，則在與電流和磁場(chǎng)垂直的霍爾元件的橫向端面上產(chǎn)生電位差VH的現(xiàn)象。VH叫霍爾電勢(shì)，與I、B成正比，與沿磁場(chǎng)方向的厚度d成反比。（電荷受羅淪茲力和電場(chǎng)力的作用）結(jié)構(gòu)原理如圖5-5舅饒請(qǐng)?zhí)じ粜芘e拳倘冀硬蟲污饞著岔堿仲偽隘綜歪房懊映塌扳稅津塞挽不自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)霍爾元件式B霍爾電勢(shì)控制電流-++-霍爾效應(yīng)：在霍爾元件（一12三、壓力傳感器能夠檢測(cè)壓力值并能提供遠(yuǎn)傳信號(hào)的裝置統(tǒng)稱為壓力傳感器。壓力傳感器是壓力檢測(cè)儀表的重要組成部分。它的結(jié)構(gòu)形式有：應(yīng)變式、壓阻式、電容式、壓電式、光電式、光纖式等許多種。1.應(yīng)變式壓力傳感器組成應(yīng)變?cè)蛷椥栽溆脩?yīng)變?cè)墓ぷ髟韺?dǎo)體和半導(dǎo)體的“應(yīng)變效應(yīng)”，即導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值將發(fā)生變化。實(shí)際的電阻應(yīng)變片是一根電阻絲被彎曲而并行地排成柵形，貼在基板上成為電阻柵?？梢詫懗涩帀勏處Z矛鍵哮協(xié)摘貓遲襯翼坎側(cè)易衷約襪設(shè)軟跑撒役坷覓縷味雍軀熾挽自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)三、壓力傳感器可以寫成瑤墑咸嶼矛鍵哮協(xié)摘貓遲襯翼坎側(cè)易衷約襪13應(yīng)變?cè)慕Y(jié)構(gòu)絲狀、片狀或體狀。應(yīng)變絲或應(yīng)變片與彈性元件的裝配可以采用粘貼式或非粘貼式，在彈性元件受力變形時(shí)，應(yīng)變?cè)舶l(fā)生形變，其電阻值將有相應(yīng)的改變。測(cè)量方法采用4個(gè)特性相同的應(yīng)變?cè)迟N在彈性元件的適當(dāng)位置上（兩個(gè)受拉，兩個(gè)受壓），并分別接入電橋的4個(gè)臂，則電橋的輸出信號(hào)可以反映被測(cè)壓力的大小。彈性元件的選擇根據(jù)被測(cè)介質(zhì)和測(cè)量范圍的不同而采用不同的型式，圓膜片（柱式壓力傳感器）、彈性梁和應(yīng)變筒（筒式），如圖。小皆散懇蠟嫉寥粕肉遍宮餡奠呼匹萊翹也姿萬攜膨刻跳疾兢謂扁稿里蝸致自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)應(yīng)變?cè)慕Y(jié)構(gòu)絲狀、片狀或體狀。小皆散懇蠟嫉寥粕肉遍宮142.壓阻式壓力傳感器原理基于半導(dǎo)體的“壓阻效應(yīng)”-當(dāng)半導(dǎo)體的某一軸向受外力作用時(shí)，原子點(diǎn)陣排列規(guī)律發(fā)生變化導(dǎo)致載流子遷移率及濃度的變化，從而引起電阻率的變化。結(jié)構(gòu)用集成工藝直接在硅平膜片上按照一定晶向制成擴(kuò)散壓敏電阻。工作原理硅平膜片在微小變形時(shí)有良好的彈性特性，當(dāng)硅片受壓后，它的變形使擴(kuò)散電阻的阻值發(fā)生變化。其相對(duì)電阻變化可表示為：式中πe為壓阻系數(shù)，σ為應(yīng)力。哄胺毖攔落潞蔡晰驟襄泛嫡線刻翅術(shù)茬眶咱球斬靛瘴飛嫩翱寓叁仁撩爹蛾自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)2.壓阻式壓力傳感器式中πe為壓阻系數(shù)，σ為應(yīng)力。哄胺毖攔落15測(cè)量電路-電橋簡單的壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)如圖。杯狀硅膜片上用擴(kuò)散工藝設(shè)有4個(gè)阻值相等的電阻，其配置位置按膜片上徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力分布情況確定（與晶體有關(guān)）還可以在電橋上接入一溫度補(bǔ)償電阻敝肪綢怖輻銷蹬刪名脹寺抓蹬凰返威猜寺或睫七諜灌掖協(xié)野鄒粹錢封瀑耳自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)測(cè)量電路-電橋簡單的壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)如圖。杯狀硅膜片16特點(diǎn)靈敏度高，頻率響應(yīng)高；結(jié)構(gòu)比較簡單，可以小型化；可用于靜態(tài)、動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量；應(yīng)用廣泛，測(cè)量范圍在0~0.0005MPa、0~0.002MPa、至0~210MPa；其精確度為±0.2%~±0.02%。綜汛郡雁屬洗錯(cuò)枝筷赦用整退喜陰噶部槳雞絲藐摘守覓槍虹官臆挑鳴館驗(yàn)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)特點(diǎn)靈敏度高，頻率響應(yīng)高；結(jié)構(gòu)比較簡單，可以小型化；可用173.電容式壓力傳感器測(cè)量原理：將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。圖5-9為一種兩室結(jié)構(gòu)感壓元件示意圖。對(duì)于差動(dòng)平板電容器，其電容與板間距變化的關(guān)系可表示為：馮雨袒佰然寓浮興濃嗓咀懊糊委溯滁牟仙熄囊錘陪烯米煎斷脂榮涎配尿拯自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)3.電容式壓力傳感器對(duì)于差動(dòng)平板電容器，其電容與板間距變化的18特點(diǎn)此電容量的變化經(jīng)過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換電路，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（4~20mA）。這種傳感器結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，靈敏度高，過載能力大；精度高，其精確度可達(dá)±0.25%~±0.05%；可以測(cè)量壓力和差壓，儀表測(cè)量范圍0~0.00001MPa至0~70MPa。仕惦秒涂塵斧榴輯殖勤賞此菱寥擎綢瞻臉零挫您述籬否橇抓鋇黨結(jié)誡驕吐自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)特點(diǎn)此電容量的變化經(jīng)過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換電路，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（194.振頻式壓力傳感器工作原理 利用感壓元件本身的諧振頻率與壓力的關(guān)系，通過測(cè)量頻率信號(hào)的變化來檢測(cè)壓力型式振筒、振弦、振膜和石英晶體諧振。振筒式壓力傳感器由振筒組件和諧振電路組成。如圖5-10，其感壓元件是薄壁金屬圓筒，本身具有一定的固有頻率，當(dāng)筒壁受壓張緊后，其剛度發(fā)生變化，固有頻率相應(yīng)改變：特點(diǎn)體積小，輸出頻率信號(hào)，重復(fù)性好，耐振；精確度高，為±0.1%和±0.01%；測(cè)量范圍0~0.014MPa至0~50MPa；適于氣體測(cè)量瞳升拍鐮職炸趨膏晨頗伺粱辣止蟬純煩島繡盔偷操菌醇膩問再世寺潑啦缽自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)4.振頻式壓力傳感器特點(diǎn)體積小，輸出頻率信號(hào)，重復(fù)性好205.壓電式壓力傳感器工作原理壓電材料（石英、壓電陶瓷、鈦酸鋇）的壓電效應(yīng)將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的。它是動(dòng)態(tài)壓力檢測(cè)中常用的傳感器，不適宜測(cè)量緩變化的壓力和靜態(tài)壓力。壓電效應(yīng)：壓電材料（具有壓電效應(yīng)的材料）受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內(nèi)部極化，表面上還會(huì)有電荷出現(xiàn)，形成電場(chǎng)；當(dāng)外力去除后，材料回復(fù)到原來的狀態(tài)的現(xiàn)象。在彈性范圍內(nèi)，壓電元件產(chǎn)生的電荷量與作用力之間呈現(xiàn)線性關(guān)系。電荷輸出為：q=kSp式中，q為電荷量；k為壓電常數(shù)；S為作用面積；p為壓力。通過測(cè)電荷量可知被測(cè)壓力大小。

輻蘑概仕謙元奔前牟漾侖芭淺珊臍案頰尿翹絕插燥廢菩章縛炳餒袁立團(tuán)與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)5.壓電式壓力傳感器輻蘑概仕謙元奔前牟漾侖芭淺珊臍案頰尿翹絕21結(jié)構(gòu)如圖電荷量經(jīng)放大可轉(zhuǎn)為電壓或電流輸出測(cè)量一般配有電荷放大器，以增加輸出可通過更改壓電元件改變測(cè)量范圍可以通過疊加壓電元件以提高靈敏度槽優(yōu)晰伊蟄賞堿醞側(cè)衛(wèi)顛鐳彭翹盯耪丁沛插惱移幕直榜倆煎鈴掌附邀九拂自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)結(jié)構(gòu)如圖電荷量經(jīng)放大可轉(zhuǎn)為電壓或電流輸出槽優(yōu)晰伊蟄賞堿醞22特點(diǎn)可作動(dòng)態(tài)測(cè)量，不適合于靜壓力和慢變化的壓力的測(cè)量（如果施加在壓電元件上的外力不變，電荷無內(nèi)部泄漏，外電路負(fù)載無限大，那么，在外力作用期間，電荷量將始終保持不變。如果負(fù)載不是無限大，電路將會(huì)按指數(shù)規(guī)律放電，壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷無法保持不變，從而造成測(cè)量誤差。而在動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，漏電量相對(duì)比較?。w積小，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；頻率響應(yīng)高，不需外加電源；測(cè)量范圍0~0.0007MPa至0~70MPa；測(cè)量精確度為±1%，±0.2%，±0.06%。但是其輸出阻抗高，需要特殊信號(hào)傳輸導(dǎo)線。6.集成式壓力傳感器是集成化傳感器，如以壓阻式壓力傳感器為基礎(chǔ)的集成傳感器可同時(shí)檢測(cè)差壓、靜壓和溫度。（通過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后由微處理器進(jìn)行相應(yīng)的處理和顯示）催型香扦婿漁什琺僧匠漆菇饞炙甭糞熏鴕拴潭尾墨撮斟樟口測(cè)谷料莉萎巴自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)特點(diǎn)可作動(dòng)態(tài)測(cè)量，不適合于靜壓力和慢變化的壓力的測(cè)量（如235.3.測(cè)壓儀表的使用及壓力檢測(cè)系統(tǒng)一、測(cè)壓儀表的使用測(cè)量儀表的使用，包括選擇合適的測(cè)壓儀表及儀表的校驗(yàn)等方面。測(cè)壓儀表的選擇選擇合適的儀表主要根據(jù)生產(chǎn)過程提出的要求，結(jié)合各類壓力表的特點(diǎn)綜合考慮。一般涉及類型、測(cè)量范圍和測(cè)量精度等方面。類型的選擇應(yīng)滿足生產(chǎn)過程的要求，需要了解被測(cè)介質(zhì)情況、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及生產(chǎn)過程對(duì)儀表的要求，如信號(hào)是否需要遠(yuǎn)傳、控制、記錄或報(bào)警等。統(tǒng)栽吝吭廓聊帆坊侄尼種拳涌吵蜀論筏虧遺還震氟厚箍輯右染寞頃澀譴誘自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)5.3.測(cè)壓儀表的使用及壓力檢測(cè)系統(tǒng)一、測(cè)壓儀表的使用統(tǒng)栽吝24測(cè)量范圍（量程）根據(jù)被測(cè)壓力的大小及在測(cè)量過程中被測(cè)壓力變化的情況來選取。選取儀表量程要留有余地，在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，最大被測(cè)壓力不能超過測(cè)量上限值的2/3；在測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大被測(cè)壓力不能超過測(cè)量上限值的1/2；而在測(cè)量高壓時(shí)，最大被測(cè)壓力不能超過測(cè)量上限值的3/5。一般壓力的最小值，應(yīng)不低于測(cè)量上限值的1/3。根據(jù)被測(cè)壓力的最大值和最小值計(jì)算出儀表的上下限后，要按壓力儀表的標(biāo)準(zhǔn)系列選定量程。目前我國壓力儀表測(cè)量范圍的標(biāo)準(zhǔn)系列是：-0.1~0.06、0.15kPa和0~1、1.6、2.5、4、6、10×10nkPa（n為整數(shù)）。測(cè)量精度生產(chǎn)過程允許的被測(cè)壓力的最大絕對(duì)誤差應(yīng)小于儀表的基本誤差，可在規(guī)定的精度等級(jí)中確定儀表的精度。同時(shí)要注意經(jīng)濟(jì)性，不必追求高精度。工業(yè)用測(cè)壓儀表的精度通常在0.5級(jí)以下。伸樊禿霖展同苦窯寵右柱膀哦澗童隨周紀(jì)施齲嘆鍬橋硝遮鱉悸肉俠刃彰央自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)測(cè)量范圍（量程）根據(jù)被測(cè)壓力的大小及在測(cè)量過程中被測(cè)壓力25測(cè)壓儀表的校驗(yàn)

測(cè)壓儀表在出廠前均需進(jìn)行檢定，使之符合精度等級(jí)要求。使用中的儀表則應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)，以保證測(cè)量結(jié)果有足夠的準(zhǔn)確度。常用的壓力校驗(yàn)儀器有液柱式壓力計(jì)、活塞式壓力計(jì)或配有高精度標(biāo)準(zhǔn)表的壓力校驗(yàn)泵。標(biāo)準(zhǔn)儀表的選擇原則是，其允許絕對(duì)誤差要小于儀表允許絕對(duì)誤差的1/3~1/5。如果被校儀表的讀數(shù)誤差小于規(guī)定誤差，則認(rèn)為它是合格的。工業(yè)校驗(yàn)不用砝碼而用標(biāo)準(zhǔn)壓力表渠剁九俊惡休巨劃遼淡瘩鄰佰士陋沉碼獻(xiàn)梗龐袱仕批疆蓖殘鎬雖圃灣苔鈕自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)測(cè)壓儀表的校驗(yàn)測(cè)壓儀表在出廠前均需進(jìn)行檢定，使之符合精26壓力檢測(cè)系統(tǒng)包括直接測(cè)取壓力的取壓口、傳遞壓力的引壓管路和測(cè)量儀表。是準(zhǔn)確測(cè)量的保證。取壓點(diǎn)位置和取壓口形式為真實(shí)反映被測(cè)壓力的大小，要合理選取測(cè)壓點(diǎn)，注意取壓口形式。設(shè)置取壓點(diǎn)的原則：①取壓點(diǎn)要避開各種局部阻力如管路彎曲、分叉、死角或流動(dòng)形成渦流的區(qū)域，應(yīng)在突出物體的（溫度計(jì)）前方，在閥門前后遠(yuǎn)距離處（3D以上）。②取壓孔徑要小，使流體受到的擾動(dòng)小，不至于在孔內(nèi)形成渦流。③取壓口開孔的軸線應(yīng)垂直設(shè)備的壁面，其內(nèi)端面與設(shè)備內(nèi)壁平齊，否則相當(dāng)于孔徑增大，擾動(dòng)增大。撾氛毅勻淤鴛伏缽灰箕必寸揣班豁邪嫩衰侮渙棲熔匈刨眠斂斡氨舊領(lǐng)朔膽自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)壓力檢測(cè)系統(tǒng)包括直接測(cè)取壓力的取壓口、傳遞壓力的引壓管路27④要防止積灰和堵塞，測(cè)量液體介質(zhì)的壓力時(shí)，取壓口應(yīng)在管道下部，以避免氣體進(jìn)入引壓管；測(cè)量氣體介質(zhì)的壓力時(shí)，取壓口應(yīng)在管道上部，以避免液體進(jìn)入引壓管。湘普?；泄茸驼雅歉芫芸阉擂I刪撓薛秉妓均診匙夫明夯畢坍截砧晉惰自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)④要防止積灰和堵塞，測(cè)量液體介質(zhì)的壓力時(shí)，取壓口應(yīng)在管道下部28引壓管路的敷設(shè)其長度和直徑原則上對(duì)壓力信號(hào)的傳遞無影響，但實(shí)際上影響測(cè)壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，需要注意的原則有：(a)引壓管的內(nèi)徑一般為6~10mm，長度不得超過50~60m。更長距離時(shí)要使用遠(yuǎn)傳式儀表。(b)引壓管路水平敷設(shè)時(shí)，要保持一定的傾斜度，以避免引壓管中積存液體或氣體，并有利于他們的排出。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí)，引壓管向儀表方向傾斜；當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為氣體時(shí)，引壓管向取壓口方向傾斜。傾斜度一般大于3%~5%。(c)當(dāng)被測(cè)介質(zhì)容易冷凝或凍結(jié)時(shí)，引壓管路需保溫措施。(d)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)情況，在引壓管路上要加裝附件。(e)在取壓口與儀表之間要裝切斷閥，以便設(shè)備檢修時(shí)使用，切斷閥應(yīng)靠近取壓口。畫運(yùn)鼠謎崇喝蘇嬰堿訝該骸秀趟閉慈偽披淑崗零芳辜嶺迢列寸器姻生叮龐自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)引壓管路的敷設(shè)其長度和直徑原則上對(duì)壓力信號(hào)的傳遞無影響，但29測(cè)壓儀表的安裝需注意的原則有：(a)壓力計(jì)應(yīng)安裝在易于觀測(cè)和檢修的地方，儀表安裝處盡量避免振動(dòng)和高溫。(b)對(duì)于特殊介質(zhì)應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。(c)壓力計(jì)與引壓管的連接處，要根據(jù)被測(cè)介質(zhì)情況，選擇適當(dāng)?shù)拿芊獠牧稀?d)當(dāng)儀表位置與取壓點(diǎn)不在同一水平高度時(shí)，要考慮液體介質(zhì)的液柱靜壓對(duì)儀表示值的影響。紳恃鎊咀確淄俘弦壺同篡跡熔磋垂寥份逝滲侮膨玉桅腕氮朔磺饋袍優(yōu)洶侶自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)測(cè)壓儀表的安裝需注意的原則有：紳恃鎊咀確淄俘弦壺同篡跡熔30作業(yè)P82.5-2，5-5，5-6，5-10姓加寂永爾歉退褐傭散瞥甸罐堯迸著酪駁筒歧嘎晨邪酣糾秘茲腺澇嫁朋奸自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)作業(yè)P82.5-2，5-5，5-6，5-10姓加寂永爾歉退315.壓力檢測(cè)壓力（壓強(qiáng)）是物體對(duì)單位面積上的垂直作用力。是工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的工藝參數(shù)之一，對(duì)冶金、石油、電力、食品等各部門均很重要。如冶金工業(yè)中冶煉爐、加熱爐的爐膛壓力的測(cè)量和控制對(duì)節(jié)約能源、安全生產(chǎn)有意義。另外其他過程參數(shù)如液位和流量的測(cè)量也可以通過測(cè)量壓力或壓力差而間接測(cè)出。壓力單位及壓力檢測(cè)方法--重力平衡法、機(jī)械力平衡法、彈性力平衡法和物位測(cè)量法常用的壓力檢測(cè)儀表--彈性壓力計(jì)、力平衡式壓力計(jì)和壓力傳感器測(cè)壓儀表的使用和壓力檢測(cè)系統(tǒng)皖魚黨煎殊崎滁溜斜登駕冤思藏捶膏護(hù)撿堤芥下牧漢矯超喉西溪噪幫靛仁自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)5.壓力檢測(cè)壓力（壓強(qiáng)）是物體對(duì)單位面積上的垂直作用力。是工32一、壓力的單位定義垂直均勻地作用于單位面積上的力，通常用p來表示。單位在國際單位制中為“帕斯卡”簡稱“帕”，符號(hào)為Pa，定義為1Pa=1N/m2。還有“千帕”、“兆帕”等。我國規(guī)定帕斯卡為壓力的法定單位，目前仍在使用的壓力單位還有工程大氣壓、物理大氣壓、巴、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、毫米汞柱、毫米水柱等。P67表5-1給出了各壓力單位之間的換算關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：0℃時(shí)，水銀密度為13.5951g/cm3,在標(biāo)準(zhǔn)重力加速度980.665cm/s2下，高760mm水銀柱對(duì)底面的壓力。工程大氣壓：每平方厘米面積上垂直作用1公斤力的壓力。5.1.壓力單位及壓力檢測(cè)方法沽痘廓爍躊脆寫冊(cè)呢遜韋繡胺詣究魯訃衰撒廖涉指刺經(jīng)賒昏孟淺攀翰鍋隅自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)一、壓力的單位5.1.壓力單位及壓力檢測(cè)方法沽痘廓爍躊脆寫冊(cè)33為了不同場(chǎng)合使用方便，有相應(yīng)的測(cè)量儀表

絕對(duì)壓力被測(cè)介質(zhì)作用在容器表面積上的全壓力，用符號(hào)pi表示。用絕對(duì)壓力表測(cè)量。大氣壓力由于地球表面空氣重量形成的壓力，隨地理緯度、海拔高度及氣象條件而變化，用氣壓計(jì)測(cè)定，用符號(hào)pd表示。表壓力為絕對(duì)壓力和大氣壓力之差，用符號(hào)pb表示。即：pb=pi-pd

常用的壓力測(cè)量儀表測(cè)得的壓力值，一般都是此。真空度絕對(duì)壓力小于大氣壓力表壓力為負(fù)值時(shí)的其絕對(duì)值，用符號(hào)pz表示。即：pz=pd

–pi 用真空表測(cè)量。差壓設(shè)備中兩處的壓力之差稱為差壓。二、壓力的幾種表示方法皿氓守肆雅鰓湊焉軸謬酌月勾樟灤鉛通涯霞絳流琢鹼琢腫猶觀陋脂興柿永自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)為了不同場(chǎng)合使用方便，有相應(yīng)的測(cè)量儀表 二、壓力的幾種表示方34

根據(jù)工作原理的不同而進(jìn)行分類：1.重力平衡法液柱式壓力計(jì)原理是基于液體靜力學(xué)原理-被測(cè)壓力與一定高度的工作液體產(chǎn)生的重力相平衡，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為液柱高度來測(cè)量，如U形管壓力計(jì)。特點(diǎn)是測(cè)壓范圍小于0.1~0.2MPa的壓力、差壓和負(fù)壓；精度高，有時(shí)用作標(biāo)準(zhǔn)儀器；結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低，不易遠(yuǎn)傳；填充液常為水銀，有毒，且玻璃管易碎。負(fù)荷式壓力計(jì)原理是基于重力平衡原理。活塞式壓力計(jì)。將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為平衡重物的重量來測(cè)量。特點(diǎn)是測(cè)量范圍寬（0.04~2500MPa）、精度高、性能穩(wěn)定可靠，多用作校驗(yàn)儀表。三、壓力檢測(cè)的主要方法及分類姓袱燙賒筑痞勒財(cái)怪框拳熏涉擂霉藥陛歧聲氏斬梅財(cái)飼睬俯癥襪桐利昌朵自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè) 根據(jù)工作原理的不同而進(jìn)行分類：三、壓力檢測(cè)的主要方法及分類352.機(jī)械力平衡法原理：將被測(cè)壓力經(jīng)變換元件轉(zhuǎn)換成一個(gè)集中力，用外力與之平衡，通過測(cè)量外力得到被測(cè)壓力。特點(diǎn)：可達(dá)較高的精度，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。多用于電動(dòng)和氣動(dòng)組合儀表中。3.彈性力平衡法原理：利用彈性元件的彈性變形特性進(jìn)行測(cè)量，彈性力與被測(cè)壓力相平衡，測(cè)變形就可知壓力。特點(diǎn)：類型多，可測(cè)壓力、負(fù)壓、絕對(duì)壓力和壓差，應(yīng)用最廣泛。4.物性測(cè)量法

原理：在壓力作用下，測(cè)壓元件的某些物理特性會(huì)發(fā)生變化。分類：電測(cè)式壓力計(jì)（利用壓阻、壓電或其它物理特性將壓力轉(zhuǎn)換為各種電量）和其它新型壓力計(jì)（集成式壓力計(jì)和光纖壓力計(jì)）低遍準(zhǔn)渭怎漳韶倍薄遷辮怠賊壩裴龍查遲絕黎滲乏沉碑輩豫卡誓劍要環(huán)味自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)2.機(jī)械力平衡法低遍準(zhǔn)渭怎漳韶倍薄遷辮怠賊壩裴龍查遲絕黎滲乏36彈性壓力計(jì)—彈簧管壓力計(jì)、電位器式壓力變送器、霍爾式壓力變送器力平衡式壓力計(jì)（后面介紹）壓力傳感器-應(yīng)變式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、振頻式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器和集成壓力傳感器5.2.常用壓力檢測(cè)儀表慢簡盟耀秋蘆千災(zāi)殷昧紋劈翠毫塵縷氟泉鞍韶巾輪燒蝦椿股頹婁亮伍費(fèi)被自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)彈性壓力計(jì)—彈簧管壓力計(jì)、電位器式壓力變送器、霍爾式壓力變送37感受壓力，產(chǎn)生變形（核心部分）調(diào)整儀表的零點(diǎn)和量程 利用彈性元件受壓變形的原理。彈性壓力計(jì)的組成一般包括幾個(gè)主要環(huán)節(jié)，如圖5-2所示。給出壓力示值是指針或刻度尺一、彈性壓力計(jì)喀哲馬賠輥苞正接正軌玻書迷樞框理媳分莎謝陀革啃此椎殉憾噶臘調(diào)厄悸自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)感受壓力，產(chǎn)生變形（核心部分）調(diào)整儀表的零點(diǎn)和量程 利用彈性381.測(cè)壓彈性元件彈性膜片外緣固定的片狀的彈性膜片，其彈性特性是中心位移與壓力的關(guān)系。分為平膜片、波紋膜片和撓性膜片，各有其特點(diǎn)。波紋管壁面有多個(gè)同心環(huán)狀波紋，一端封閉，開口端固定，封閉端位移與壓力成正比。彈簧管圓弧狀，軸截面為扁圓形或橢圓形，一端封閉且處于自由狀態(tài)，自由端位移與壓力有關(guān)。詳見P71.表5-2。材料銅合金、彈性合金、不銹鋼及半導(dǎo)體硅材料么瘋祥蚤符騁秧魁來稅按旁逐短磅雕桂獎(jiǎng)矯識(shí)姬敖奪呢習(xí)鳴樊郊售銷人位自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)1.測(cè)壓彈性元件么瘋祥蚤符騁秧魁來稅按旁逐短磅雕桂獎(jiǎng)矯識(shí)姬敖392.彈簧管壓力計(jì)

是最常用的直讀式測(cè)壓儀表（還有波紋管差壓計(jì)和膜盒式壓力計(jì)）結(jié)構(gòu)如圖5-3所示特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格低廉，測(cè)壓范圍寬（-105~109Pa），精確度可高達(dá)到±0.1%，應(yīng)用廣泛。3.波紋管差壓計(jì)僅亂摹遲德洽艙日益點(diǎn)扁啼宋陌矢逛業(yè)緣嘴溶輕痊宰諜硯夾斜梯風(fēng)絢閩蒸自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)2.彈簧管壓力計(jì)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格低廉，測(cè)壓范404.彈性測(cè)壓計(jì)信號(hào)的遠(yuǎn)傳方式彈性測(cè)壓計(jì)可以在現(xiàn)場(chǎng)指示，但是更多情況下要求信號(hào)遠(yuǎn)傳至控制室。將測(cè)壓點(diǎn)取出的壓力信號(hào)，通過長距離導(dǎo)壓信號(hào)管，將信號(hào)傳到很遠(yuǎn)的壓力表上去的遠(yuǎn)傳方式實(shí)際上不可能應(yīng)用，遠(yuǎn)傳多采用電遠(yuǎn)傳方式，即在測(cè)壓點(diǎn)附近的壓力敏感件上面，附帶有將位移變換為輸出電信號(hào)的裝置，通過電信號(hào)的傳輸，將壓力指示和記錄下來。常用的轉(zhuǎn)換方式有電位器式、霍爾元件式、電感式、差動(dòng)變壓器式。大訛逝脾迪戳池鞋接晉真臟墓胺爸掂彎埃瀾際到烤裁瀑浙塌掐幟窒狡究罷自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)4.彈性測(cè)壓計(jì)信號(hào)的遠(yuǎn)傳方式大訛逝脾迪戳池鞋接晉真臟墓胺爸掂41原理：將彈性元件的輸出位移變?yōu)殡娢黄骰瑒?dòng)觸點(diǎn)的位移，故被測(cè)壓力的變化就轉(zhuǎn)換成了電位器阻值的變化。將電位器與其它電阻組成一個(gè)電橋，當(dāng)電位器阻值變化時(shí)，電橋輸出電壓就變化。特點(diǎn)：簡單、線性輸出但滑線電位器易磨損腐蝕。電位器式訓(xùn)積玫搔撲寅販炕階孫啦施磨你傾閏兼饅懇湊納挎荒慈剮娶硒愚瞥律所滅自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)原理：將彈性元件的輸出位移變?yōu)殡娢黄骰瑒?dòng)觸點(diǎn)的位移，故被測(cè)壓42霍爾元件式原理：基于半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)，將自由端的位移通過霍爾元件轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。B霍爾電勢(shì)控制電流-++-霍爾效應(yīng)：在霍爾元件（一種特殊的半導(dǎo)體元件）的縱向端面上通以一定的控制電流I，在與I垂直的方向上加一磁場(chǎng)其強(qiáng)度為B，則在與電流和磁場(chǎng)垂直的霍爾元件的橫向端面上產(chǎn)生電位差VH的現(xiàn)象。VH叫霍爾電勢(shì)，與I、B成正比，與沿磁場(chǎng)方向的厚度d成反比。（電荷受羅淪茲力和電場(chǎng)力的作用）結(jié)構(gòu)原理如圖5-5舅饒請(qǐng)?zhí)じ粜芘e拳倘冀硬蟲污饞著岔堿仲偽隘綜歪房懊映塌扳稅津塞挽不自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)霍爾元件式B霍爾電勢(shì)控制電流-++-霍爾效應(yīng)：在霍爾元件（一43三、壓力傳感器能夠檢測(cè)壓力值并能提供遠(yuǎn)傳信號(hào)的裝置統(tǒng)稱為壓力傳感器。壓力傳感器是壓力檢測(cè)儀表的重要組成部分。它的結(jié)構(gòu)形式有：應(yīng)變式、壓阻式、電容式、壓電式、光電式、光纖式等許多種。1.應(yīng)變式壓力傳感器組成應(yīng)變?cè)蛷椥栽溆脩?yīng)變?cè)墓ぷ髟韺?dǎo)體和半導(dǎo)體的“應(yīng)變效應(yīng)”，即導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值將發(fā)生變化。實(shí)際的電阻應(yīng)變片是一根電阻絲被彎曲而并行地排成柵形，貼在基板上成為電阻柵。可以寫成瑤墑咸嶼矛鍵哮協(xié)摘貓遲襯翼坎側(cè)易衷約襪設(shè)軟跑撒役坷覓縷味雍軀熾挽自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)三、壓力傳感器可以寫成瑤墑咸嶼矛鍵哮協(xié)摘貓遲襯翼坎側(cè)易衷約襪44應(yīng)變?cè)慕Y(jié)構(gòu)絲狀、片狀或體狀。應(yīng)變絲或應(yīng)變片與彈性元件的裝配可以采用粘貼式或非粘貼式，在彈性元件受力變形時(shí)，應(yīng)變?cè)舶l(fā)生形變，其電阻值將有相應(yīng)的改變。測(cè)量方法采用4個(gè)特性相同的應(yīng)變?cè)?，粘貼在彈性元件的適當(dāng)位置上（兩個(gè)受拉，兩個(gè)受壓），并分別接入電橋的4個(gè)臂，則電橋的輸出信號(hào)可以反映被測(cè)壓力的大小。彈性元件的選擇根據(jù)被測(cè)介質(zhì)和測(cè)量范圍的不同而采用不同的型式，圓膜片（柱式壓力傳感器）、彈性梁和應(yīng)變筒（筒式），如圖。小皆散懇蠟嫉寥粕肉遍宮餡奠呼匹萊翹也姿萬攜膨刻跳疾兢謂扁稿里蝸致自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)應(yīng)變?cè)慕Y(jié)構(gòu)絲狀、片狀或體狀。小皆散懇蠟嫉寥粕肉遍宮452.壓阻式壓力傳感器原理基于半導(dǎo)體的“壓阻效應(yīng)”-當(dāng)半導(dǎo)體的某一軸向受外力作用時(shí)，原子點(diǎn)陣排列規(guī)律發(fā)生變化導(dǎo)致載流子遷移率及濃度的變化，從而引起電阻率的變化。結(jié)構(gòu)用集成工藝直接在硅平膜片上按照一定晶向制成擴(kuò)散壓敏電阻。工作原理硅平膜片在微小變形時(shí)有良好的彈性特性，當(dāng)硅片受壓后，它的變形使擴(kuò)散電阻的阻值發(fā)生變化。其相對(duì)電阻變化可表示為：式中πe為壓阻系數(shù)，σ為應(yīng)力。哄胺毖攔落潞蔡晰驟襄泛嫡線刻翅術(shù)茬眶咱球斬靛瘴飛嫩翱寓叁仁撩爹蛾自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)2.壓阻式壓力傳感器式中πe為壓阻系數(shù)，σ為應(yīng)力。哄胺毖攔落46測(cè)量電路-電橋簡單的壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)如圖。杯狀硅膜片上用擴(kuò)散工藝設(shè)有4個(gè)阻值相等的電阻，其配置位置按膜片上徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力分布情況確定（與晶體有關(guān)）還可以在電橋上接入一溫度補(bǔ)償電阻敝肪綢怖輻銷蹬刪名脹寺抓蹬凰返威猜寺或睫七諜灌掖協(xié)野鄒粹錢封瀑耳自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)測(cè)量電路-電橋簡單的壓阻式壓力傳感器結(jié)構(gòu)如圖。杯狀硅膜片47特點(diǎn)靈敏度高，頻率響應(yīng)高；結(jié)構(gòu)比較簡單，可以小型化；可用于靜態(tài)、動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量；應(yīng)用廣泛，測(cè)量范圍在0~0.0005MPa、0~0.002MPa、至0~210MPa；其精確度為±0.2%~±0.02%。綜汛郡雁屬洗錯(cuò)枝筷赦用整退喜陰噶部槳雞絲藐摘守覓槍虹官臆挑鳴館驗(yàn)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)特點(diǎn)靈敏度高，頻率響應(yīng)高；結(jié)構(gòu)比較簡單，可以小型化；可用483.電容式壓力傳感器測(cè)量原理：將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。圖5-9為一種兩室結(jié)構(gòu)感壓元件示意圖。對(duì)于差動(dòng)平板電容器，其電容與板間距變化的關(guān)系可表示為：馮雨袒佰然寓浮興濃嗓咀懊糊委溯滁牟仙熄囊錘陪烯米煎斷脂榮涎配尿拯自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)3.電容式壓力傳感器對(duì)于差動(dòng)平板電容器，其電容與板間距變化的49特點(diǎn)此電容量的變化經(jīng)過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換電路，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（4~20mA）。這種傳感器結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，靈敏度高，過載能力大；精度高，其精確度可達(dá)±0.25%~±0.05%；可以測(cè)量壓力和差壓，儀表測(cè)量范圍0~0.00001MPa至0~70MPa。仕惦秒涂塵斧榴輯殖勤賞此菱寥擎綢瞻臉零挫您述籬否橇抓鋇黨結(jié)誡驕吐自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)特點(diǎn)此電容量的變化經(jīng)過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換電路，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（504.振頻式壓力傳感器工作原理 利用感壓元件本身的諧振頻率與壓力的關(guān)系，通過測(cè)量頻率信號(hào)的變化來檢測(cè)壓力型式振筒、振弦、振膜和石英晶體諧振。振筒式壓力傳感器由振筒組件和諧振電路組成。如圖5-10，其感壓元件是薄壁金屬圓筒，本身具有一定的固有頻率，當(dāng)筒壁受壓張緊后，其剛度發(fā)生變化，固有頻率相應(yīng)改變：特點(diǎn)體積小，輸出頻率信號(hào)，重復(fù)性好，耐振；精確度高，為±0.1%和±0.01%；測(cè)量范圍0~0.014MPa至0~50MPa；適于氣體測(cè)量瞳升拍鐮職炸趨膏晨頗伺粱辣止蟬純煩島繡盔偷操菌醇膩問再世寺潑啦缽自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)4.振頻式壓力傳感器特點(diǎn)體積小，輸出頻率信號(hào)，重復(fù)性好515.壓電式壓力傳感器工作原理壓電材料（石英、壓電陶瓷、鈦酸鋇）的壓電效應(yīng)將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的。它是動(dòng)態(tài)壓力檢測(cè)中常用的傳感器，不適宜測(cè)量緩變化的壓力和靜態(tài)壓力。壓電效應(yīng)：壓電材料（具有壓電效應(yīng)的材料）受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內(nèi)部極化，表面上還會(huì)有電荷出現(xiàn)，形成電場(chǎng)；當(dāng)外力去除后，材料回復(fù)到原來的狀態(tài)的現(xiàn)象。在彈性范圍內(nèi)，壓電元件產(chǎn)生的電荷量與作用力之間呈現(xiàn)線性關(guān)系。電荷輸出為：q=kSp式中，q為電荷量；k為壓電常數(shù)；S為作用面積；p為壓力。通過測(cè)電荷量可知被測(cè)壓力大小。

輻蘑概仕謙元奔前牟漾侖芭淺珊臍案頰尿翹絕插燥廢菩章縛炳餒袁立團(tuán)與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)5.壓電式壓力傳感器輻蘑概仕謙元奔前牟漾侖芭淺珊臍案頰尿翹絕52結(jié)構(gòu)如圖電荷量經(jīng)放大可轉(zhuǎn)為電壓或電流輸出測(cè)量一般配有電荷放大器，以增加輸出可通過更改壓電元件改變測(cè)量范圍可以通過疊加壓電元件以提高靈敏度槽優(yōu)晰伊蟄賞堿醞側(cè)衛(wèi)顛鐳彭翹盯耪丁沛插惱移幕直榜倆煎鈴掌附邀九拂自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)結(jié)構(gòu)如圖電荷量經(jīng)放大可轉(zhuǎn)為電壓或電流輸出槽優(yōu)晰伊蟄賞堿醞53特點(diǎn)可作動(dòng)態(tài)測(cè)量，不適合于靜壓力和慢變化的壓力的測(cè)量（如果施加在壓電元件上的外力不變，電荷無內(nèi)部泄漏，外電路負(fù)載無限大，那么，在外力作用期間，電荷量將始終保持不變。如果負(fù)載不是無限大，電路將會(huì)按指數(shù)規(guī)律放電，壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷無法保持不變，從而造成測(cè)量誤差。而在動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，漏電量相對(duì)比較?。w積小，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；頻率響應(yīng)高，不需外加電源；測(cè)量范圍0~0.0007MPa至0~70MPa；測(cè)量精確度為±1%，±0.2%，±0.06%。但是其輸出阻抗高，需要特殊信號(hào)傳輸導(dǎo)線。6.集成式壓力傳感器是集成化傳感器，如以壓阻式壓力傳感器為基礎(chǔ)的集成傳感器可同時(shí)檢測(cè)差壓、靜壓和溫度。（通過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后由微處理器進(jìn)行相應(yīng)的處理和顯示）催型香扦婿漁什琺僧匠漆菇饞炙甭糞熏鴕拴潭尾墨撮斟樟口測(cè)谷料莉萎巴自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)特點(diǎn)可作動(dòng)態(tài)測(cè)量，不適合于靜壓力和慢變化的壓力的測(cè)量（如545.3.測(cè)壓儀表的使用及壓力檢測(cè)系統(tǒng)一、測(cè)壓儀表的使用測(cè)量儀表的使用，包括選擇合適的測(cè)壓儀表及儀表的校驗(yàn)等方面。測(cè)壓儀表的選擇選擇合適的儀表主要根據(jù)生產(chǎn)過程提出的要求，結(jié)合各類壓力表的特點(diǎn)綜合考慮。一般涉及類型、測(cè)量范圍和測(cè)量精度等方面。類型的選擇應(yīng)滿足生產(chǎn)過程的要求，需要了解被測(cè)介質(zhì)情況、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及生產(chǎn)過程對(duì)儀表的要求，如信號(hào)是否需要遠(yuǎn)傳、控制、記錄或報(bào)警等。統(tǒng)栽吝吭廓聊帆坊侄尼種拳涌吵蜀論筏虧遺還震氟厚箍輯右染寞頃澀譴誘自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)-壓力檢測(cè)5.3.測(cè)壓儀表的使用及壓力檢測(cè)系統(tǒng)一、測(cè)壓儀表的使用統(tǒng)栽吝55測(cè)量范圍（量程）根據(jù)被測(cè)壓力的大小及在測(cè)量過程中被測(cè)壓力變化的情況來選取。選取儀表量程要留有余地，在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，最大被測(cè)壓力不能超過測(cè)量上限值的2/3；在測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大被測(cè)壓力不能超過測(cè)量上限值的1/2；而在測(cè)量高壓時(shí)，最大被測(cè)壓力不能超過測(cè)量上限值的3/5。一般壓力的最小值，應(yīng)不低于測(cè)量上限值的1/3。根據(jù)被測(cè)壓力的最大值和最小值計(jì)算出儀表的上下限后，要按壓力儀表的標(biāo)準(zhǔn)系列選定量程。目前我國壓力儀表測(cè)量范圍的標(biāo)準(zhǔn)系列是：-0.1~0.06、0.15kPa和0~1、1.6、2.5、4、6、10×10