压力仪表员工培训.pptx
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1、 压力测量压力测量u压力的压力的 基本概念基本概念u液柱式压力计液柱式压力计 U U型管压力计、单管压力计、斜管式微压计型管压力计、单管压力计、斜管式微压计u弹性式压力计弹性式压力计 弹簧管式、膜片(盒)式、波纹管式弹簧管式、膜片(盒)式、波纹管式 u电气式压力测量电气式压力测量 电容式压力压差变送器、霍尔压力变送器、压电容式压力压差变送器、霍尔压力变送器、压电式压力传感器、固体压阻式压力压差传感器电式压力传感器、固体压阻式压力压差传感器u压力检测仪表的选择压力检测仪表的选择o压力压力 垂直作用于物体表面上的力垂直作用于物体表面上的力o压强压强 垂直作用于单位面积物体表面上的力垂直作用于单位面
2、积物体表面上的力o在建筑环境与设备的测试中,并不严格区分压力在建筑环境与设备的测试中,并不严格区分压力和压强。通常所说的压力实际上是指和压强。通常所说的压力实际上是指压强压强。o压差压差 测量两个压力之差称压差测量两个压力之差称压差o表压力表压力 压力仪表指示的压力值压力仪表指示的压力值 缺省情况下,缺省情况下,所说的压力值即指表压力所说的压力值即指表压力 表压力可正表压力可正可负,为负时其绝对值称为可负,为负时其绝对值称为真空度真空度。概述概述PJPBPZ一、基本概念一、基本概念o帕帕(Pa)N/m2,国际单位,国际单位o兆帕兆帕(MPa)106Pao工程大气压,工程大气压,kgf/cm2,
3、98070 Pan 约等于一个大气压(约等于一个大气压(1.013e+5 Pa),“自来自来水压头是水压头是5公斤公斤”,用的就是这个单位。,用的就是这个单位。ommH2O,9.81 PaommHg,133 Pa压力单位压力单位二压力测量仪表的分类二压力测量仪表的分类o1液柱式压力计液柱式压力计o2弹性式压力计弹性式压力计o3电气式压力计电气式压力计o4活塞式压力计活塞式压力计液柱式压力计液柱式压力计v分类分类oU型管压力计型管压力计o单管压力计单管压力计o斜管式微压计斜管式微压计v特点特点:结构简单,使用方便,准确度比较:结构简单,使用方便,准确度比较高,常用于测量低压、负压、差压。高,常用
4、于测量低压、负压、差压。v缺缺点点:体体积积大大,读读数数不不方方便便,玻玻璃璃管管易易损损坏。坏。一一U型管压力计型管压力计o假假设设被被测测的的介介质质为为气气体体,可可忽忽略略被被测测介介质质的的高高度度形形成成的的静静压压值值。根据流体静力学原理可得:根据流体静力学原理可得:U型管内径一般为型管内径一般为5-20mm,为了减少毛细现象,管子内为了减少毛细现象,管子内径一般不少于径一般不少于10mm,P2P1U型管h1h20二单管式压力计二单管式压力计 因因为为A1、A2为为常常数数,这这样样可可通通过过一一次次读读数数进进行行压压差差测测量量。当当A2/A1很很小时,小时,h1可忽略,
5、公式简化为:可忽略,公式简化为:PdPx直管h1h2三、斜管式微压计三、斜管式微压计P1P2斜管h1h2L主要用于测量微小的压力、负压和压差。主要用于测量微小的压力、负压和压差。为了减少读数的相对误差,拉长液柱,将为了减少读数的相对误差,拉长液柱,将测量管倾斜放置。测量管倾斜放置。弹性式压力计弹性式压力计一、概述一、概述o原理:原理:弹性压力表是利用各种不同形状弹性弹性压力表是利用各种不同形状弹性感压元件在被测压力的作用下,产生弹性变感压元件在被测压力的作用下,产生弹性变形制成的测压仪表形制成的测压仪表o特点:特点:结构简单、牢固可靠、测压范围广、结构简单、牢固可靠、测压范围广、使用方便、造价
6、低廉、有足够的精度,可远使用方便、造价低廉、有足够的精度,可远传传o常用弹性压力表:常用弹性压力表:n膜片(盒)式膜片(盒)式n波纹管式波纹管式n弹簧管式弹簧管式二弹性元件及其特性二弹性元件及其特性1膜膜片片式式:使使用用时时周周边边夹夹紧紧,测测低低压压、微微压压。将将两两块块膜膜片片沿沿周周边边对对焊焊起起来来,形形成成一一膜膜盒盒,膜膜盒盒式式微微压压计计通通常常用用于于测测量量炉炉膛膛和和烟烟道道尾尾部负压。精度等级为部负压。精度等级为2.5,最高可达,最高可达1.5级。级。PxPxPxPx平薄片波纹片膜盒2 2波波纹纹管管:开开口口端端固固定定,封封闭闭端端的的位位移移作作为为输输出
7、出,由由于于波波纹纹管管的的位位移移相相对对较较大大,故故灵灵敏敏度度高高,常常用用于于测测量量较较低低的的压压力力(1.0-1.0-10106 6PaPa)精度等级精度等级1.51.5级。级。Px3弹簧管弹簧管:单圈弹簧管单圈弹簧管 多圈弹簧管多圈弹簧管二弹性元件及其特性二弹性元件及其特性弹簧管压力计弹簧管压力计弹簧管压力计弹簧管压力计电气式压力检测电气式压力检测一一电容式压力传感器电容式压力传感器:将弹性元件的位移转变成电信号。将弹性元件的位移转变成电信号。运算放大器式电路运算放大器式电路 最大特点最大特点:能克服变极距型电容传感器的非线性 Cx是传感器电容C是固定电容u0是输出电压信号
8、运算放大器式电路原理图运算放大器式电路原理图uC-ACxu0由运算放大器工作原理可知 结论结论:从原理上保证了变极距型电容式传感器的:从原理上保证了变极距型电容式传感器的线性。线性。uC-ACxu0电容式差压/压力变送器 二压电式压力传感器二压电式压力传感器压压电电效效应应:压压电电材材料料在在受受压压时时会会在在其其表表面面产产生生电电荷荷,产产生生的的电电荷荷量量与与所所受受的的压压力力成成正比。正比。压电材料压电材料:单晶体单晶体,例如石英、酒石酸钾钠等,例如石英、酒石酸钾钠等 多多晶晶体体,例例如如压压电电陶陶瓷瓷,在在没没有有极极化化之之前前,因因各各单单晶晶体体的的压压电电效效应应
9、都都互互相相抵抵消消表表现现为为电电中中性性,为为此此必必须须对对压压电电陶陶瓷瓷先先进进行行极极化化处处理理,经经极极化化处处理理的的压压电电陶陶瓷瓷具具有有非非常常高高的压电系数,为石英的几百倍。的压电系数,为石英的几百倍。二压电式压力传感器二压电式压力传感器v特特点点:结结构构简简单单、紧紧凑凑,小小巧巧轻轻便便,工工作作可可靠靠,具具有有线线性性度度高高量量程程范范围围大等优点。大等优点。v缺缺点点:但但是是由由于于产产生生的的电电荷荷量量少少,因因此此后后续续需需加加高高阻阻抗抗的的直直流流放放大大器器。由由于于晶晶体体边边缘缘上上存存在在漏漏电电现现象象,因因此此不不能能用用于于稳
10、态测量。稳态测量。压电式压力压电式压力传感器结构传感器结构二压电式压力传感器二压电式压力传感器三固体压阻式压力压差传感器三固体压阻式压力压差传感器原理原理:电阻的尺寸发生变化,例如电阻的长度、横截面电阻的尺寸发生变化,例如电阻的长度、横截面积发生变化将引起电阻的变化。积发生变化将引起电阻的变化。电阻的电阻率发生变化也将引起电阻阻值的变化。电阻的电阻率发生变化也将引起电阻阻值的变化。分类分类:应变片应变片:受压或受拉时,电阻的尺寸:受压或受拉时,电阻的尺寸L、S 发生变化,引起电阻的变化。发生变化,引起电阻的变化。半导体扩散硅半导体扩散硅:在压力的作用下,电阻率发:在压力的作用下,电阻率发 生变
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