第15章傳感器在工程檢測中應(yīng)用

第15章傳感器在工程檢測中應(yīng)用第一頁，共103頁。第15章傳感器在工程檢測中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)過程及工程檢測中,把傳感器與其它裝置組合起來,組成一個檢測系統(tǒng)或調(diào)節(jié)系統(tǒng),完成對工業(yè)參數(shù)的檢測與控制。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中傳感器與其它裝置的兼容性與互換性,它們之間是用標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行傳輸?shù)?。?biāo)準(zhǔn)信號：物理量的形式和數(shù)值范圍都符合國際標(biāo)準(zhǔn)的信號。例如：直流電流為4~20mA、直流電壓為1~5V、壓力信號為20~100kPa,直流電流0~10mA。變送器：輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器。第二頁，共103頁。15.1溫度測量

日常生活中準(zhǔn)確的溫度是不可缺少的信息內(nèi)容，如家用電器有：電飯煲、電冰箱、空調(diào)、微波爐這些家用電器中都少不了溫度傳感器。第三頁，共103頁。

15.1.1溫度概述一、溫度與溫標(biāo)

溫標(biāo)符號水的冰點(diǎn)水的沸點(diǎn)關(guān)系式攝氏°C0°C100°CF=9/5t+32t=T-273.15華氏°F32°F212°F熱力學(xué)K273.15K373.15K第四頁，共103頁。

目前實(shí)行的是1990年國際溫標(biāo)（ITS-90）,它同時定義國際開爾文溫度（符號ITS-90）和國際攝氏溫度（t90）,T90和t90之間的關(guān)系為t90/oC=T90/K–273.15(15-1)二、溫度測量的主要方法和分類1.溫度傳感器的組成第五頁，共103頁。鉑絲接觸導(dǎo)線導(dǎo)線膨脹室毛細(xì)管溫泡標(biāo)尺刻度液體膨脹式膨脹式固體膨脹式氣體膨脹式、液體膨脹式：2.溫度的測量方法及分類光學(xué)高溫計(jì)輻射式溫度計(jì)其它原理

電阻式

熱電式（熱電偶）壓力式膨脹式非接觸法接觸法溫度測量比色溫度計(jì)其它

15.1.2膨脹式溫度傳感器第六頁，共103頁。固定式電接點(diǎn)水銀溫度計(jì)可調(diào)式鉑絲接觸導(dǎo)線導(dǎo)線膨脹室毛細(xì)管溫泡標(biāo)尺刻度第七頁，共103頁。二、固體膨脹式固體長度隨溫度變化的關(guān)系為：Lt=Lt0[1+α（t-t0）]式中：Lt、Lt0—溫度分別為t、t0時的固體長度。α—固體在溫度t、t0之間的平均線膨脹系數(shù)。A層膨脹系數(shù)較小，稱為被動層。B層膨脹系數(shù)較大，稱為主動層。第八頁，共103頁。第九頁，共103頁。第十頁，共103頁。第十一頁，共103頁。三、氣體膨脹式

溫包壓力式溫度計(jì)毛細(xì)管壓力敏感元件第十二頁，共103頁。壓力式溫度計(jì)第十三頁，共103頁。第十四頁，共103頁。15.1.3熱電偶傳感器將溫度轉(zhuǎn)換為電勢大小的傳感器叫熱電偶。將溫度轉(zhuǎn)換為電阻大小的傳感器叫熱電阻。熱電偶測溫的主要優(yōu)點(diǎn)：(1)測量范圍廣。如鉑銠-鉑0～1600℃，特殊熱電偶：-180～2800℃。(2)測溫準(zhǔn)確可靠，測量信號便于遠(yuǎn)傳、自動記錄和集中控制，因?yàn)樗苯虞敵鲭妱觿荨?3)熱電偶可做成各種形式。適應(yīng)各種測量對象的要求，如快速、小尺寸、點(diǎn)溫測量等。(4)結(jié)構(gòu)簡單、可應(yīng)用材料廣泛，使用方便。第十五頁，共103頁。一、熱電偶測溫原理熱電偶：由兩種不同材質(zhì)兩根導(dǎo)體A和B互相焊接而成熱電效應(yīng)：兩種不同材質(zhì)兩根導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）組成一個閉合回路，當(dāng)兩接點(diǎn)溫度T和T0不同時，在此閉合回路中就產(chǎn)生了電勢（稱為熱電勢）。這種現(xiàn)象就稱為熱電現(xiàn)象（熱電效應(yīng)）。導(dǎo)體A、B稱為熱電極工作端熱端測量端自由端冷端參考端第十六頁，共103頁。兩個熱電極第十七頁，共103頁。熱電偶接點(diǎn)第十八頁，共103頁。熱電勢組成:接觸電勢和溫差電勢組成。接觸電勢：記作eAB（T）和eAB（T0）

eAB(T)=-eBA(T)

（15-2）（15-3）接觸電勢：由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動勢。（熱電勢）式中：K—波爾茲曼常數(shù)e—單位電荷電量N—電子密度接觸電勢溫差電勢第十九頁，共103頁。②溫差電勢：溫差電勢：同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種電動勢。表示為eA（T，T0），eB（T，T0）（15-5）（15-4）式中:NAt和NBt分別為A導(dǎo)體和B導(dǎo)體的電子密度第二十頁，共103頁。eAB(T,T0)=∵溫差電勢＜＜接觸熱電勢，常常忽略不計(jì)。熱電偶的熱電勢可表示為：熱電偶回路中產(chǎn)生的總熱電勢為eAB(T，T0)=eAB(T)–eAB(T0)(15-7)熱電勢是接點(diǎn)溫度T和T0的函數(shù)之差即：e(T，T0)=f（T）-f（T0）若T0保持不變，即:eAB(T0)=f（T0）=C（常數(shù)）則:e(T，T0)=f（T）-C=φ（T）（15-8）eAB(T)+e

B(T,T0)-eAB(T0)-eA(T,T0)(15-6)第二十一頁，共103頁。二、熱電偶基本定律1．均質(zhì)導(dǎo)體定律

由兩種均質(zhì)導(dǎo)體組成的熱電偶，其熱電動勢的大小只與兩材料及兩接點(diǎn)溫度有關(guān)，與熱電偶的大小尺寸、形狀、及沿電極各點(diǎn)處的溫度分布無關(guān)。2．中間導(dǎo)體定律

在熱電偶測溫回路內(nèi),接入第三種導(dǎo)體,只要其兩端溫度相同,則對回路的總熱電勢沒有影響。第二十二頁，共103頁。（15-12）3．中間溫度定律：在熱電偶測溫回路中，tc為熱電極上的某一點(diǎn)的溫度，熱電偶AB在接點(diǎn)溫度為t、t0時的熱電勢eAB(t,t0)等于熱電偶AB在接點(diǎn)溫度t、tc和tc、t0時的熱電勢eAB(t,tc)和eAB(tc,t0)的代數(shù)和。第二十三頁，共103頁。結(jié)論：a．如果熱電偶兩電極材料相同，則無論熱電偶兩端溫度如何，回路內(nèi)總熱電勢eAB(t，t0)為零。因此，必須要兩種不同材料構(gòu)成熱電偶。b．如果熱電偶兩端溫度相同，則盡管兩電極的材料不同，熱電偶回路內(nèi)總熱電勢eAB(t,t0)為零。三、熱電偶類型常用的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶:鉑銠30-鉑銠6,鉑銠10-鉑,鎳鉻-鎳硅鎳鉻-銅鎳（鎳鉻-康銅）分度表：熱電偶熱電勢與溫度的關(guān)系對照表。第二十四頁，共103頁。第二十五頁，共103頁。第二十六頁，共103頁。第二十七頁，共103頁。第二十八頁，共103頁。第二十九頁，共103頁。第三十頁，共103頁。第三十一頁，共103頁。四、熱電偶的結(jié)構(gòu)形式組成:熱電極、絕緣管、保護(hù)套管和接線盒。(1)普通型熱電偶普通型熱電偶鎧裝熱電偶薄膜熱電偶第三十二頁，共103頁。（2）鎧裝熱電偶露頭型：結(jié)構(gòu)簡單，時間常數(shù)小，響應(yīng)速度快，測溫低。接殼型：時間常數(shù)較露頭型大，測溫較高。絕緣型：時間常數(shù)較大，由于偶絲受到保護(hù)，壽命較長，測溫高。第三十三頁，共103頁。

WRTK2-434/ⅡΦ8*1000mm

鎧裝固定卡套法蘭熱電偶

WRSK-143/ⅡΦ6*1000mmGh3030

鎧裝防爆熱電偶

WRNK-332/ⅠΦ4*1000mmGh2520

鎧裝可動卡套螺紋熱電偶第三十四頁，共103頁。鎧裝熱電偶優(yōu)點(diǎn)：測溫端熱容量小,反應(yīng)速度快、使用方便、可彎曲、氣密性好、不怕震、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。（3）薄膜熱電偶

第三十五頁，共103頁。五、熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線及參考端溫度補(bǔ)償方法1．熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線

第三十六頁，共103頁。用與A、B同樣材質(zhì)的包有絕緣層的導(dǎo)線，把冷端引到遠(yuǎn)處，這種導(dǎo)線叫做“延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線”。用價格便宜的專用導(dǎo)線A’、B’接在A和B上，把冷端延伸出來，這種專用導(dǎo)線A’、B’叫做“補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線”。

第三十七頁，共103頁。

補(bǔ)償導(dǎo)線也是由兩種不同性質(zhì)的金屬材料制成，在一定溫度范圍內(nèi)(0～100℃)與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性，其材料又是廉價金屬。eAB（t1,t0）=eA’B’(t1,t0)第三十八頁，共103頁。注意：a）熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線連接處的溫度不應(yīng)超出100℃，否則會由于熱電偶特性不同而帶來新的誤差。b）補(bǔ)償導(dǎo)線的新冷端必須是溫度較恒定的地方（如室溫）。c）補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶型號嚴(yán)格配套，并注意正、負(fù)極不要接錯。第三十九頁，共103頁。補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線

延伸性補(bǔ)償導(dǎo)線

第四十頁，共103頁。2．冷端溫度的補(bǔ)償冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ罕c(diǎn)槽法（0℃恒溫法）、冷端溫度修正法、補(bǔ)正系數(shù)法、校正儀表零點(diǎn)法、補(bǔ)償電橋法、軟件處理法。（1）冷端溫度修正方法e(t,0)=e（t,t0)+e（t0,0)（15-14）e（t，t）e（t，0）第四十一頁，共103頁。例用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量某加熱爐的溫度。測得的熱電勢eAB（t，t0)=33.29mV，而自由端的溫度t0=30℃，求被測的實(shí)際溫度。解：查表15-5得e(30,0)=1.203mv∵e(t,0)=e（t,t0)+e（t0,0)∴eAB(t,0)=33.29+1.203=34.493mV再查表15-5得t829.5℃第四十二頁，共103頁。第四十三頁，共103頁。(2)冷端0℃恒溫法（冰點(diǎn)槽法）(3)參考端溫度自動補(bǔ)償法（補(bǔ)償電橋法）第四十四頁，共103頁。六、熱電偶測溫線路1．典型熱電偶測溫線路第四十五頁，共103頁。第四十六頁，共103頁。2．熱電偶的串并聯(lián)

（1）同級性串聯(lián)：

（2）反極性串聯(lián)：

（3）并聯(lián)：第四十七頁，共103頁。15.1.4熱電阻傳感器

金屬導(dǎo)體→金屬熱電阻電阻材料半導(dǎo)體→熱敏電阻熱電阻的材料應(yīng)具有以下特性：(1)電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定，電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系。(2)電阻率高，熱容量小，反應(yīng)速度快。(3)材料的復(fù)現(xiàn)性和工藝性好，價格低。(4)在測溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定。第四十八頁，共103頁。一、常用熱電阻1．鉑熱電阻:優(yōu)點(diǎn)：精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠，易于提純、復(fù)制好，有較高的電阻率。測溫范圍-200～850℃缺點(diǎn)：電阻溫度系數(shù)較小，在還原介質(zhì)中工作時易被沾污變脆，價格較貴。第四十九頁，共103頁。鉑電阻的阻值與溫度的關(guān)系：在-200～0℃范圍內(nèi):Rt=R0[1+At+Bt2+Ct3(t-100)](15-15)在0～850℃范圍內(nèi)： Rt=R0(1+At+Bt2)(15-16)式中：Rt—溫度為t℃時的電阻值；R0—溫度為0℃時的電阻值。對于工業(yè)用鉑電阻，A、B、C是常數(shù)A=3.9083×l0-3/℃；B=-5.775×l0-7/℃2；C=-4.183×l0-12/℃4第五十頁，共103頁。鉑的純度通常用百度電阻比W(100）表示：W(100）=

（15-17）式中：R100—表示100℃時的電阻值。R0—表示0℃時的電阻值。W（100）越高，則其純度越高，靈敏度越大。工業(yè)上用鉑電阻，W（100）≥1.385R0=10Ω，對應(yīng)的分度號為Ptl0。R0=100Ω，對應(yīng)的分度號為Ptl00。第五十一頁，共103頁。第五十二頁，共103頁。2．銅熱電阻:特點(diǎn)：⑴電阻溫度系數(shù)大，電阻率低。⑵電阻與溫度呈線性關(guān)系。Rt=R0（1+αt）⑶容易加工和提純，可拉成細(xì)絲，價格便宜。⑷易于氧化。

R0=50Ω，分度號為Cu50R0=100Ω，分度號為Cul00規(guī)定的電阻比R100/R0=1.428。測溫范圍：-50～150℃基本誤差：±（0.3℃+6×10-3t）第五十三頁，共103頁。二、熱電阻的結(jié)構(gòu)

Rt=R0（1+αt）（15-18）式中：α—銅熱電阻的電阻溫度系數(shù),α=4.28×10-3/℃。第五十四頁，共103頁。三、測量電路—電橋電路熱電阻內(nèi)部引線方式有二線制、三線制、四線制三種。P231圖15-22第五十五頁，共103頁。輻射式溫度傳感器任何物體處于絕對零度以上時，都會以一定波長電磁波的形式向外輻射能量，只是在低溫段物體的輻射能力很微弱，而隨著溫度的升高，輻射能也增大。輻射式溫度傳感器是利用物體的輻射能隨溫度而變化的原理進(jìn)行測溫的，它是一種非接觸式測溫傳感器，具有響應(yīng)時間短，容易進(jìn)行快速測量和動態(tài)測量；測量過程中不干擾被測物體的溫度場；測溫范圍廣，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量等優(yōu)點(diǎn)。但不能測量物體內(nèi)部溫度，受中間環(huán)境介質(zhì)影響比較大。第五十六頁，共103頁。集成溫度傳感器是目前應(yīng)用廣泛的一種集成傳感器，有模擬和智能集成溫度傳感器之分。模擬集成溫度傳感器是最簡單的一種集成化的，專門用來測量溫度的傳感器，其主要特點(diǎn)是功能單一、性能好、價格低、外圍電路簡單。智能集成溫度傳感器采用數(shù)字化技術(shù)，能以數(shù)字形式直接輸出被測溫度值的傳感器，具有測溫誤差小、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)、能夠遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)、帶串行總線接口等優(yōu)點(diǎn)，是研制和開發(fā)具有高性價比的新一代溫度測量系統(tǒng)必不可少的核心器件。第五十七頁，共103頁。15.2壓力測量

一．壓力概述1.壓力的概念及單位：

壓力:介質(zhì)（包括氣體或液體）均勻垂直地作用在單位面積上的力。p=（15-29）式中：P—壓力;F—作用力;A—作用面積。單位為帕斯卡，簡稱帕(Pa)

1Pa=1N/m2

1

MPa=l03kPa=106Pa1kgf/cm2=0.9807×105Pa1mmH2O=0.9807×10Pa1mmHg=1.332×102Pa1atm=1.01325×105Pa

單位之間換算關(guān)系：第五十八頁，共103頁。2．壓力的不同表示方法絕對壓力：從絕對真空起算的，作用在物體單位面積的力。又稱總壓力或全壓力,符號：P大氣壓力：指地球表面上的空氣柱重量所產(chǎn)生的壓力,以P0表示。表壓力：表示物體受到超出大氣壓力的壓力大小。又稱相對壓力。

P絕=P表+P大氣P表=P絕-P大氣負(fù)壓或真空度：P表＜0（P絕＜P大氣）差壓：任意兩個壓力的差值。ΔP=P1-P2第五十九頁，共103頁。被測壓力1環(huán)境大氣壓被測壓力2真空狀態(tài)絕對壓力絕對壓力真空表壓大氣壓絕1絕2絕對壓力與表壓的關(guān)系第六十頁，共103頁。二．液柱式壓力計(jì)1．U型管壓力計(jì)p=ρg

h式中：h——液面的高度差（m），g——重力加速度（m/s2），ρ——工作液體密度（Kg/m3），p——被測介質(zhì)壓力。第六十一頁，共103頁。2．單管壓力計(jì)（杯形壓力計(jì)）設(shè)：杯的截面積為S1，管的截面積為S2。相應(yīng)的液柱高度為h1和h2。杯的內(nèi)徑為D，管的內(nèi)徑為d。S1h1=S2h2即：h1=被測壓力為p=ρgh=ρg(h1+h2)=ρgh2（1+）一般地d2/D2＜＜1，可忽略，則：p=ρgh2第六十二頁，共103頁。3．斜管壓力計(jì)設(shè)杯的截面積為S1，斜管的截面積為S2

由圖可知，h=h1+h2，h2=LsinαLS2=h1S1，∴h=L（sinα+S2/S1）則被測壓力為：p=ρgh=Lρg（sinα+S2/S1）角度α為可變的若干數(shù)值，使得系數(shù)ρg（sinα+S2/S1）為0.1、0.2、0.3……等值。4．液柱式測壓的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，靈敏，價格便宜。缺點(diǎn)：（1）量程受到液體密度限制。（2）不適合測量劇烈變動的壓力。

（3）對安裝位置、姿勢有要求。第六十三頁，共103頁。三．彈性式壓力表

1．彈性元件第六十四頁，共103頁。

（15-25）式中：c——彈簧的剛度系數(shù)；A——活塞的有效面積。彈性位移量Δx與被測壓力p的關(guān)系第六十五頁，共103頁。2．彈簧管壓力表當(dāng)管壁厚度h和斷面短半軸b的比值，即：h

/b＜0.6～0.7即為薄壁管。超過0.7為厚壁管。第六十六頁，共103頁。對于薄壁管：（15-26）對于厚壁管：式中：θ——彈簧管中心角的初始角；Δθ——受壓后中心角的改變量；R——彈簧管彎曲圓弧的外半徑；h——管壁厚度；E——彈性模數(shù)；a、b——彈簧管橢圓形截面的長、短半軸；Κ——幾何常數(shù)（k=Rh/a2）；α、β——與比值a/b有關(guān)的參數(shù)；μ——彈簧管材料的泊松系數(shù)；X——常數(shù)，X=第六十七頁，共103頁。第六十八頁，共103頁。3．壓阻式壓力傳感器第六十九頁，共103頁。4．壓力傳感器的選用與安裝（1）壓力傳感器的選用

被測壓力較穩(wěn)定:最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的3/4。被測壓力波動較大：最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的2/3。

被測壓力最小值：應(yīng)不低于全量程的1/3。例：要測量高壓蒸汽的壓力,已知蒸汽壓力為（2～4）×105Pa,生產(chǎn)中允許最大測量誤差為104Pa，且要求就地顯示,問：如何選擇壓力表?選Y-100型單圈彈簧管壓力表,其測量范圍為0～6×105Pa要求最大測量誤差小于104Pa,即要求傳感器的相對誤差所以應(yīng)選1.5級表。第七十頁，共103頁。

（2）壓力傳感器的安裝傳感器測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,不僅與傳感器本身的精度等級有關(guān),而且還與傳感器的安裝、使用是否正確有關(guān)。壓力檢測點(diǎn)應(yīng)選在能準(zhǔn)確及時地反映被測壓力的真實(shí)情況。因此,取壓點(diǎn)不能處于流束紊亂的地方,即要選在管道的直線部份,即離局部阻力較遠(yuǎn)的地方。測量高溫蒸汽壓力時,應(yīng)裝回形冷凝液管或冷凝器,以防止高溫蒸汽與測壓元件直接接觸。

第七十一頁，共103頁。

測量腐蝕、高粘度、有結(jié)晶等介質(zhì)時,應(yīng)加裝充有中性介質(zhì)的隔離罐。隔離罐內(nèi)的隔離液應(yīng)選擇沸點(diǎn)高、凝固點(diǎn)低、化學(xué)與物理性能穩(wěn)定的液體,如甘油、乙醇等。壓力傳感器安裝高度應(yīng)與取壓點(diǎn)相同或相近。對于圖11-32所示情況,壓力表的指示值比管道內(nèi)的實(shí)際壓力高,對液柱附加的壓力誤差進(jìn)行修正。第七十二頁，共103頁。11-32壓力表位于生產(chǎn)設(shè)備下安裝示意圖第七十三頁，共103頁。15.3流量測量

一．流量概述

1．流量概念：流量：是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量,稱為瞬時流量（簡稱流量）用q表示。在某一段時間內(nèi)流過管道的流體總量稱為流體總量或累積流量。用Q表示。瞬時流量與累積總量的關(guān)系是：Q體積流量：是指單位時間內(nèi)流過工藝管道某一截面的流體的體積。常用符號qv表示。單位：m3/s或m3/h第七十四頁，共103頁。qv=

（15-34）式中：v為截面A中某一面積元dA上的流速。體積流量與流速的關(guān)系為：

qv=Av（15-35）式中：A—管道截面積，v—平均流速。質(zhì)量流量：是指單位時間內(nèi)流過工藝管道某一截面的流體的質(zhì)量。常用符號qm表示。單位：Kg/s或Kg/h

qm=（15-36）第七十五頁，共103頁。體積流量與質(zhì)量流量之間的關(guān)系是:qm=ρqv=ρAv(15-37)累積總質(zhì)量：用Qm表示，單位為Kg（可簡稱質(zhì)量總量）累積總體積：用Qv表示，單位為m3（可簡稱體積總量）質(zhì)量總量：Qm=體積總量：Qv=2．流量儀表分類：第七十六頁，共103頁。2.流量儀表分類:

煤氣表轉(zhuǎn)子流量計(jì)靶式流量計(jì)計(jì)量表速度式流量計(jì)容積式流量計(jì)刮板式流量計(jì)活塞流量計(jì)腰輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)示蹤法核磁共振法相關(guān)法混合稀釋法渦輪流量計(jì)電磁流量計(jì)超聲流量計(jì)熱量流量計(jì)皮托管流量計(jì)標(biāo)志法測速流量計(jì)差壓式流量計(jì)流體阻力式流量計(jì)測速式流量計(jì)卡曼旋渦流量計(jì)旋進(jìn)旋渦流量計(jì)射流振蕩式流量計(jì)流量儀表流量計(jì)流體振動式流量計(jì)第七十七頁，共103頁。二、差壓式流量傳感器(節(jié)流式流量傳感器)組成：主要由節(jié)流裝置和差壓計(jì)（或差壓變送器）組成。

節(jié)流裝置的作用：把被測流體的流量轉(zhuǎn)換成壓差信號。

差壓計(jì)作用：對壓差進(jìn)行測量并顯示測量值。

差壓變送器作用：把差壓信號轉(zhuǎn)換為與流量對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電信號或氣信號,以供顯示、記錄或控制。

第七十八頁，共103頁。第七十九頁，共103頁。1．節(jié)流裝置

常用的節(jié)流元件有孔板、

噴嘴、文丘里管。

孔板是裝在管道里的局部收縮元件，它是中央有孔的板狀物，所以叫孔板。第八十頁，共103頁。2．測量原理與流量方程式（1）測量原理(2)流量基本方程式

A1v1=A2v2不可壓縮理想流體：第八十一頁，共103頁。三．電磁流量傳感器

Ex=BDv（15-39）式中：B——為磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）D——管道內(nèi)徑(m)v——流體的流速,（m/s）Ex——感應(yīng)電動勢,（V）（15-40）體積流量qv與流體流速v關(guān)系為式中，K——儀表常數(shù),第八十二頁，共103頁。特點(diǎn)、使用注意事項(xiàng)特點(diǎn)：(1)基本上無壓力損失，可以測量含顆粒、懸浮物的流體流量。如：紙漿、礦漿、煤粉漿等。(2)合理選用襯里材料及電極材料，可測量各種腐蝕性介質(zhì)流量。(3)量程比大，可達(dá)到1：10甚至更大。刻度線性。(4)反應(yīng)速度快。不足之處：(1)被測介質(zhì)溫度不能太高，在0～200℃范圍內(nèi)使用，壓力一般不超過1．6MPa，流速不得低于0．3m/s。(2)被測介質(zhì)必須是導(dǎo)電性液體。最低電導(dǎo)率＞20us/cm。不能測油類及氣體的流量。第八十三頁，共103頁。注意事項(xiàng)：(1)被測介質(zhì)應(yīng)充滿管道。(2)最好垂直安裝，使液體自下而上流經(jīng)儀表，如不能垂直安裝時，也可以水平安裝，但要使兩電極在同一水平面上。(3)由于感應(yīng)電勢較小，一般只有幾～幾十毫伏，外界略有干擾會影響測量精度。因此，要求變送器外殼、屏蔽線、測量管道要單獨(dú)設(shè)置接地點(diǎn)。(4)為防止干擾，安裝流量計(jì)時，要遠(yuǎn)離電力電源、強(qiáng)磁場、振動源等。(5)為保證測量精度，要求流量計(jì)前有5～10倍管徑的直管段。

第八十四頁，共103頁。四．渦輪流量傳感器結(jié)構(gòu)原理第八十五頁，共103頁。特點(diǎn)：

測量精度高，可耐高壓，靜壓可達(dá)50MPa。量程寬，最大流量與最小流量之比大10～30。反應(yīng)快，可測脈動流量。輸出信號為電頻率信號，便于遠(yuǎn)傳，不受干擾。注意：（1）最好應(yīng)用在量程上限的50%以上，有比較滿意的線性關(guān)系。（2）渦輪流量計(jì)必須水平安裝。為保證進(jìn)入流量計(jì)前的截面流速分布對稱，儀表前要有15D，后要有5D的直管段。必要時，在儀表前加過濾器。防止雜質(zhì)進(jìn)入儀表影響測量精度和壽命。第八十六頁，共103頁。五．旋渦流量傳感器1．工作原理第八十七頁，共103頁。（1）電容檢測法（2）應(yīng)力檢測法（3）熱敏檢測法（4）超聲檢測法旋渦頻率的檢測第八十八頁，共103頁。

2．旋渦頻率的檢測第八十九頁，共103頁。15.4物位測量

一．物位概述

液位、料位、和界位總稱為物位。

測量兩種密度不同液體介質(zhì)的分界面的儀表叫界面計(jì)。上述三種儀表統(tǒng)稱為物位儀表。測量物位儀表的種類:（1）直讀式物位儀表玻璃管液位計(jì)玻璃板液位計(jì)窗口式料位儀表等（2）差壓式物位儀表壓力式物位儀表差壓式物位儀表測量液位的儀表叫液位計(jì),測量料位的儀表叫料位計(jì)，第九十頁，共103頁。（4）電學(xué)式物位儀表（5）核輻射式物位儀表（6）聲波式物位儀表（7）光學(xué)式物位儀表（8）其它型式的物位儀表

（3）浮力式物位儀表帶鋼絲繩或鋼絲帶式浮子液位計(jì)帶杠桿浮球(浮筒)式液位計(jì)電阻式(即電極式)電容式電感式壓磁式等聲波遮斷式反射式聲阻尼式射流式微波式旋轉(zhuǎn)翼板式稱重式重錘探測式等第九十一頁，共103頁。二.浮力式液位傳感器

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較簡單、直觀可靠、對于外界溫度、濕