壓力檢測方法與儀表

壓力檢測方法與儀表1壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表壓力檢測方法

(轉化原理差異)液柱測壓法彈性變形法電測壓力法壓力檢測儀表彈簧管壓力表霍爾式壓力表差壓（壓力）變送器力平衡式壓力變送器微位移式變送器智能差壓（壓力）變送器主要內容2壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表壓力的基本概念垂直而均勻地作用在單位面積上的力

式中Ｐ——壓力（Pa）

Ｆ——均勻垂直作用力（N）

Ｓ——受力面積（m2）1Pa=1×10-3kPa

=1×10-6MPa單位:牛頓/米2（N/m2），簡稱“帕”，用符號“Pa”

3壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表壓力的幾種表示形式被測壓力通?？杀硎緸榻^對壓力、表壓、負壓（或真空度）

表壓（正壓）絕對壓力的零線大氣壓力線絕對壓力絕對壓力真空度4壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表液柱測壓法

根據(jù)流體靜力學原理，將被測壓力轉換成液柱高度進行測量hh12211p1p2h2P0h1h211p200

常用的壓力表有U形管壓力表、單管壓力表、斜管壓力表和活塞式壓力表等。

測量原理5壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表活塞式壓力表6壓力檢測方法與儀表5/8/2024彈性變形法

壓力檢測方法及儀表

將被測壓力轉換成彈性元件變形的位移

測量原理P

彈簧管式彈性元件P

膜片式彈性元件膜片受壓力作用產生位移，可直接帶動傳動機構指示壓力。但更多的是和其他轉換元件合起來使用，通過膜片和轉換元件把壓力轉換成電信號；波紋管的位移相對較大，一般可在其頂端安裝傳動機構，帶動指針直接讀數(shù)。其特點是靈敏度高（特別是在低壓區(qū)），常用于檢測較低的壓力（1.0～106Pa），但波紋管遲滯誤差較大，精度一般只能達到1.5級；彈簧管結構簡單、使用方便、價格低廉，測量范圍寬。因此應用十分廣泛。7壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表當彈性元件在軸向受到外力作用時，就會產生拉伸或壓縮位移，即

式中F——軸向外力

S——位移

C——彈性元件的剛度系數(shù)

式中A——彈性元件承受壓力的有效面積

P——被測壓力

測量原理S

~P8壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表彈性元件結構和特點9壓力檢測方法與儀表5/8/2024

彈簧管壓力表

壓力檢測方法及儀表彈簧管拉桿指針中心齒輪扇形齒輪接頭游絲刻度盤調整螺釘10壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表

圖3-7電接點信號壓力表1,4-靜觸點;2-動觸點;3-綠燈;5紅燈11壓力檢測方法與儀表5/8/2024電測壓力法

利用轉換元件（如某些機械和電氣元件）直接把被測壓力變換為電信號來進行測量的。

壓力檢測方法及儀表

測量原理1.

彈性元件附加一些變換裝置，使彈性元件自由端的位移量轉換成相應的電信號，如電阻式、電感式、電容式、霍爾片式、應變式、振弦式等；

2.非彈性元件組成的快速測壓元件，主要利用某些物體的某一物理性質與壓力有關，如壓電式、壓阻式、壓磁式等。12壓力檢測方法與儀表5/8/2024電測壓力法

壓力檢測方法及儀表電容式測壓原理

采用變電容原理，利用彈性元件受壓變形來改變可變電容器的電容量，然后通過測量電容量C便可以知道被測壓力的大小，從而實現(xiàn)壓力-電容轉換的。定極板彈性元件動極板被測壓力

測量原理

ε——電容器極板間絕緣介質的介電常數(shù)，F(xiàn)/mA——電容器兩平行板覆蓋的面積，m2

d——兩平行板之間的距離，mC——電容量，F(xiàn)13壓力檢測方法與儀表5/8/2024電測壓力法

壓力檢測方法及儀表壓電式測壓原理

根據(jù)“壓電效應”把被測壓力變換為電信號的。（a）單晶體

（b）剖面圖

（c）X截割的石英片

受力面積

作用在受力面積上的壓力壓電常數(shù)

電荷數(shù)14壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表3.壓阻式壓力傳感器結構：采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上擴散一組等值電阻，并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器內。壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應而構成

圖3-12壓阻式壓力傳感器1-基座;2-單晶硅片;3-導環(huán);4-螺母;5-密封墊圈;6-等效電阻15壓力檢測方法與儀表5/8/2024電測壓力法

應變片式測壓原理

壓力檢測方法及儀表由金屬或半導體材料制成的電阻體的阻值可表示為：

當電阻體受外力作用時，電阻體的長度、截面積會發(fā)生變化，即其阻值也會發(fā)生變化。這種因尺寸變化引起阻值變化稱為應變效應。應變片多以金屬材料為主，一般和彈性元件一起使用。16壓力檢測方法與儀表5/8/2024電測壓力法

應變片式測壓原理

壓力檢測方法及儀表r1為測量片，r2為溫度補償片，r3，r4為固定電阻。圖3-11應變片壓力傳感器示意圖

1-應變筒;2-外殼;3-密封膜片17壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測儀表

霍爾式壓力表

壓力檢測方法及儀表霍爾式壓力表屬于電氣式壓力表。測壓原理：利用霍爾片式傳感器（根據(jù)半導體材料的霍爾效應的原理）實現(xiàn)壓力-位移-霍爾電勢的轉換?；魻柶菏且环N半導體或化合物半導體轉換元件?；魻栃喊岩粔K霍爾元件置于均勻磁場中，并使霍爾片與磁感應強度B的方向垂直，在沿著霍爾片的左右兩個縱向端面上通入恒定的控制電流I，則會在霍爾片的兩個橫向端面之間形成電位差VH，此電位差稱為霍爾電勢。線性非均勻磁場

18壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測儀表

霍爾式壓力表

壓力檢測方法及儀表

彈簧管霍爾片

K——霍爾式壓力傳感器輸出系數(shù)

χ——自由端霍爾元件的位移量磁鋼霍爾片+彈簧管19壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表電動單元組合儀表（簡稱為DDZ儀表）差壓（壓力）變送器

作用：將各種物理量轉換成統(tǒng)一的標準信號差壓變送器力平衡式變送器

位移平衡式變送器氣動單元組合儀表（簡稱為QDZ儀表）

DDZ-Ⅱ型儀表為0～10mADC

DDZ-Ⅲ型儀表為4～20mADC20～100kPa20壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測儀表

壓力檢測方法及儀表力平衡式壓力變送器

1—低壓室2—高壓室3—測量元件（膜盒、膜片）

4—軸封膜片5—主杠桿6—過載保護片7—靜壓調整螺釘

8—矢量機構9—零點遷移彈簧10—平衡錘11—量程調整螺釘12—檢測片（銜鐵）13—差動變壓器14—副杠桿15—放大器16—反饋動圈

17—永久磁鋼18—電源19—負載20—調零彈簧

測量機構杠桿機構檢測放大機構反饋機構21壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表檢測部分:ΔP→輸入力Fi

杠桿系統(tǒng):力的傳遞和力矩比較，生成位移信號

位移檢測放大器:位移→輸出Io電磁反饋裝置:輸出→反饋力Ff△P膜盒Fi杠桿系統(tǒng)△M位移檢測放大器電磁反饋機構FfIo工作原理：力矩平衡

檢測元件—膜盒或膜片

杠桿系統(tǒng)則有單杠桿、雙杠桿和矢量機構

22壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測儀表

壓力檢測方法及儀表主杠桿矢量機構將F1分解成F2和F3，副杠桿平衡：l1l4l3l0lfl2F1F3F2FfF0HMFi5481214θθ變送器的輸出電流I0和輸入信號p之間呈線性關系

調整調零彈簧可以使變送器輸出電流I0在輸入信號范圍下限時為4mA。

改變tgθ或K可以調整變送器的量程零點和量程要反復調整

23壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測儀表

微位移式變送器

壓力檢測方法及儀表（1）測量部分

測量部分包括電容膜盒、高低壓室及法蘭組件等.

測量原理:將被測壓力的變化轉換成電容量的變化。。I0填充液（硅油）固定電極可動電極P1轉換放大單元

P2電容式壓力傳感器隔離膜片24壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表電容式差壓變送器的結構可以有效地保護測量膜片，當差壓過大并超過允許測量范圍時，測量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，因此不易損壞;與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有杠桿傳動機構，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性好，測量精度相應提高，可達0.2級。電容式壓力變送器，目前在工業(yè)生產中應用非常廣泛，其輸出信號是標準4～20mADC電流信號。25壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測儀表

智能差壓（壓力）變送器壓力檢測方法及儀表

在普通壓力傳感器上增加微處理器特點：具有遠程通訊的功能依靠手操通信器，用戶可在現(xiàn)場或控制室設定變送器各種參數(shù)使用維護方便長期穩(wěn)定工作，每5年才需校檢一次。以3051C為例：組成：傳感膜頭：被測壓力---A/D轉換----數(shù)字信號電子線路板：對信號進行修正，線性化處理---D/A轉換--4～20mA信號26壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表A/D轉換器

溫度傳感器

電容傳感器傳感膜頭內存修正系數(shù)膜頭信號微處理器傳感器線性化重設量程診斷工程單位通信電子板內存量程值變送器組態(tài)信息D/A轉換數(shù)字通信本機量程和零點調整手操器傳感膜頭電子線路板4～20mA3051C型智能變送器原理圖27壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力測量儀表的選用

壓力檢測方法及儀表儀表種類和型號的選擇

工藝要求現(xiàn)場指示、遠傳指示、自動記錄、自動調節(jié)或信號報警介質性質溫度、粘度、臟污程度、腐蝕性、易燃性現(xiàn)場環(huán)境溫度、濕度、有無振動、有無腐蝕性儀表量程的確定

化工自控設計技術規(guī)定被測壓力較穩(wěn)定的情況，最大壓力值應不超過滿量程的2/3；被測壓力波動較大的情況，最大壓力值應不超過滿量程的1/2

被測壓力的最小值也不應低于全量程的1/3

儀表精度等級的選擇

28壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力檢測方法及儀表有一臺空壓機的緩沖罐，其工作壓力變化范圍為13.5～16MPa，工藝要求最大測量誤差為0.8MPa，并可就地觀察及高低限報警。試選一合適的壓力表（包括測量范圍、精度等級）。例題解空壓機的緩沖罐的壓力視為脈動壓力根據(jù)就地觀察及能進行高低報警的要求，可選用YX-150型電接點壓力表，測量范圍為0～40MPa。檢驗量程下限被測壓力的最小值不低于滿量程的1/3，符合要求。儀表量程選擇最大引用誤差所以選擇測量范圍為0～40Mpa，精度等級為1.5級的YX-150型電接點壓力表。29壓力檢測方法與儀表5/8/2024壓力計的安裝

壓力檢測方法及儀表測壓點的選擇選擇的測壓點能反