過程控制與自動化儀表-壓力檢測儀表

過程控制與自動化儀表主講教師：趙躍西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院

信息與控制工程系

第三節(jié)壓力的檢測與變送

一壓力的概念與單位二常用彈性測壓元件三彈簧管壓力表四力平衡式壓力變送器五差壓電容式壓力變送器六固態(tài)測壓儀表小結(jié)1壓力與壓強(qiáng)

壓力的概念與單位所謂壓力是指，以垂直方向作用于一定物體上的力。2絕對壓力、相對壓力與差壓

工程中差壓的概念不是相對壓力而是兩個被測壓力之差相對壓力是指被測壓力與大氣壓力之差工程上也稱為“表壓”絕對壓力是指以真空為起點的壓力而工程技術(shù)中的“壓力”意味著物理學(xué)中的壓強(qiáng)。所謂壓強(qiáng)是指,作用于一定面積A上的壓力3常用壓力單位最常用的壓力單位工程大氣壓（at）指1kg質(zhì)量在1cm2的面積上形成的壓力。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm)指在緯度為45，溫度為0時的平均大氣壓力。帕斯卡簡稱“帕”即Pa表示1N(牛頓)力垂直而均勻地作用于1m2面積上形成的壓力。返回常用彈性測壓元件1彈簧管（波登管）常用彈性測壓元件2波紋管常用彈性測壓元件3膜片與膜盒膜片硅油是一種膨脹系數(shù)小、化學(xué)性能穩(wěn)定、不易氣化和凝固的液體。返回膜盒彈簧管壓力表返回力動平衡式溫度變送器力平衡式壓力變送器1、氣動力平衡

力平衡式壓力變送器的主體是一個帶支點的杠桿，變送器根據(jù)杠桿平衡原理工作。關(guān)鍵氣動元件a.噴嘴擋板機(jī)構(gòu)

噴嘴當(dāng)噴嘴沒有阻礙時內(nèi)腔壓力近似為零。當(dāng)擋板接觸噴嘴時內(nèi)腔壓力等于氣源壓力PS。內(nèi)腔擋板當(dāng)擋板靠近噴嘴時內(nèi)腔壓力逐漸上升。功能：距離檢測

關(guān)鍵氣動元件b.氣動放大器

功能：信號放大

力平衡變送器原理結(jié)論：變送器的放大倍數(shù)只與反饋增益有關(guān)，可以實現(xiàn)精確的信號變換

返回電動力平衡式壓力變送器2、電動力平衡

返回力平衡式壓力變送器（1）位移傳感器及其振蕩電路力平衡式壓力變送器（2）穩(wěn)定振蕩幅度的建立：放大特性反饋特性力平衡式壓力變送器（3）位移檢測放大器的特性當(dāng)，對應(yīng)于,與放大特性交于，振蕩器將達(dá)到不同的穩(wěn)定振蕩幅度。力平衡式壓力變送器力平衡式壓力變送器將穩(wěn)定輸出經(jīng)檢波，濾波后，由接成復(fù)合管通過進(jìn)行強(qiáng)烈的電流負(fù)反饋，將檢波電壓轉(zhuǎn)換為恒流輸出。返回返回力平衡壓力變送器結(jié)構(gòu)1）方塊圖2）輸入輸出特性返回力平衡壓力變送器結(jié)構(gòu)返回差壓電容式壓力變送器ROSEMENT3051電容式壓力變送器結(jié)構(gòu)差壓－電容傳感原理差壓－電容檢測原理差壓－電容檢測原理電容檢測的實際線路電容檢測電路電容檢測電路電容檢測的實際線路交流電源差動放大電路分析1、傳感器工作中Vr3是否恒定？2、能否穩(wěn)定Vr3？閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)具有定值控制的功能。3、反饋控制系統(tǒng)的魅力返回電容檢測的實際線路反饋控制反饋控制的魅力！返回智能式真空計智能式差壓變送器1151智能式差壓變送器1151HART（HighwayAddressableTransduce)協(xié)議傳輸方式模擬信號和基于頻移鍵控（FSK)的疊加傳輸速率為1200bit/s智能式差壓變送器1151智能式差壓變送器1151返回1)

傳感器部分：將差壓→0～2.5V;供電電壓：5V,工作電流：0.8mA.

2)A/D轉(zhuǎn)換：帶有前置放大，16位，具有自校準(zhǔn)功能。

3）CPU:AT89S8252與MCS51兼容.4）HART通信部分：二進(jìn)制數(shù)字信號與FSK信號之間的轉(zhuǎn)換固態(tài)測壓儀表電阻應(yīng)變式壓力傳感器壓阻效應(yīng)式壓力傳感器壓電效應(yīng)式壓力傳感器返回電阻應(yīng)變式壓力傳感器金屬電阻絲的阻值電阻應(yīng)變式壓力傳感器金屬電阻絲的阻值壓阻效應(yīng)式壓力傳感器擴(kuò)散硅壓力傳感器壓電效應(yīng)式壓力傳感器

石英晶體是各向異性體，其物理性能與方向有關(guān)，將石英晶體平行與光軸（Z軸）切成長方形的片，各面都與軸平行。x軸是電軸，當(dāng)石英晶體沿x軸受到壓力(或拉力)時，這兩面上會出現(xiàn)大小相等而符號相反的電荷。小結(jié)彈簧管壓力表優(yōu)點:簡單可靠而且廉價缺點:精度不高,不容易轉(zhuǎn)換成電信號而且不能測差壓.目前廣泛應(yīng)用與壓力信號的就地指示.力平衡式壓力變送器優(yōu)點:測量精度較高缺點:體積大結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易維護(hù),目前以逐漸被電容式壓力變送器取代.電容式壓力變送器優(yōu)點:測量精度高,沒有傳動機(jī)構(gòu),因此結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、抗震性也好.缺點:價