第5章压力检测仪表课件.ppt
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1、1,自动检测技术,第五章压力检测仪表,2,一、概述 压力的定义压力是指均匀而垂直作用在单位面积上的力,符号用P表示。压力的单位是帕斯卡,即牛顿/米2;用符号Pa表示。除了帕斯卡,我国目前还同时使用以下单位:工程大气压(kgf/cm2)、物理大气压(标准大气压760mmHg)等,3,1623年6月19日诞生于法国多姆山省克莱蒙费朗城。帕斯卡很小时就精通欧几里得几何,他自己独立地发现出欧几里得的前32条定理,而且顺序也完全正确。11岁时小帕斯卡写了一篇关于振动与声音的关系的文章。12岁独自发现了“三角形的内角和等于180度”后,开始师从父亲学习数学。在他16岁那年,参加巴黎数学家和物理学家小组(法
2、国巴黎科学院的前身)的学术活动。17岁时帕斯卡写成了数学水平很高的圆锥截线论一文,这是他研究德扎尔格关于综合射影几何的经典工作的结果。1642年到1644年间帮助父亲做税务计算工作时,帕斯卡发明了加法器,这是世界上最早的计算器,现陈列于法国博物馆中。1646年他为了检验意大利物理学家伽利略和托里拆利的理论,制作了水银气压计,在能俯视巴黎的克莱蒙费朗的山顶上反复地进行了大气压的实验,为流体动力学和流体静力学的研究铺平了道路。实验中他为了改进托里拆利的气压汁,他在帕斯卡定律的基础上发明了注射器,并创造了水压机。16511654年间,紧张地进行科学工作,写成了关于液体平衡、空气的重量和密度及算术三角
3、形等多篇论文,后一篇论文成为概率论的基础。1662年8月19日帕斯卡逝世,终年39岁。,4,26,各种压力单位换算表,5,压力的表示方式绝对压力 表压力 真空度 差压,6,压力检测的主要方法及压力检测仪表的分类液体压力计(U型管压力计、单管压力计、倾斜式微压计等)弹性式压力计(弹簧管压力表、膜盒压力表、波纹管压力表)电远传式压力仪表(力平衡式压力变送器、电容式压力变送器、霍尔式压力传感器)物性型压力传感器(应变式压力传感器、压阻式压力传感器、压电式压力传感器),7,压力检测仪表的等别或级别压力计基准、标准器用“等”;工作用仪器用“级”表示。有国家基准器、工作基准器、一等标准器、二等标准器、三等
4、标准器;工作压力0.5级、1.0级、1.5级、2.5级压力测量范围压力范围:超高压、高压、中压、低压、微压真空划分四类:粗真空、低真空、高真空、超高真空81年国际委员会分四类:甚低压、低压、中压、高压,8,9,二、液体压力计 工作原理 液柱式压力计的形式:U形管单管斜管,U形压力真空计,10,液体压力计的误差分析温度误差安装误差重力加速度变化误差传压介质误差读数误差,11,液体压力计的使用 液体压力计在使用时,须注意以下问题:压力计工作时,如实际工作温度和当地重力加速度偏离仪表设计值;应对仪表读数进行修正 压力计应垂直安装使用 应根据被测介质的特性和压力的测量范围选择合适的工作液 在使用时,被
5、测压力的瞬时值不能超过测量范围,12,三、弹性式压力检测仪表 弹性式压力检测仪表是用弹性元件作为压力敏感元件把压力转换成弹性元件的位移,并经适当的机械传动和放大机构,通过指针指示被测压力大小的一种压力表,统称弹性式压力表。,13,弹簧管压力表弹簧管压力表是最常用的一种指示式压力检测仪表 弹簧管压力表结构简单、使用方便、价格低廉,它测量范围宽,可以测量负压、微压、低压、中压和高压(可达1000MPa)根据制造要求,仪表的准确度等级最高为0.1级普通介质,P20MPa,弹簧管采用不锈钢或合金钢;对于腐蚀性介质,一方面采用隔离膜和隔离液,另一方面采用耐腐蚀材料。,14,弹性敏感元件(弹簧管),敏感元
6、件在传感器中直接感受被测量,并转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。,15,弹簧管结构原理图,弹簧管压力表,螺旋弹簧管、盘簧管,16,弹性敏感元件(弹簧管),在下图中,弹簧管将压力转换为角位移,17,波纹管,波纹管,双波纹管压力表,波纹管示意图,18,膜片,金属膜片,膜盒压力表,膜片压力表,19,弹簧管放大图,当被测压力p增大时,弹簧管撑直,通过齿条带动齿轮转动,从而带动指针移动。,20,弹簧管压力表的外形及内部结构,动画演示,21,1-弹簧管 2-电位器,22,其他各种弹性敏感元件,在上图中的各种弹性元件也能将压力转换为角位移或直线位移。,23,弹簧管压力表,螺旋弹簧管、盘簧管,24
7、,波纹管差压计波纹管的特点是灵敏度高(特别是在低压),但是迟滞误差较大,波纹管压力表的测量范围较小,一般为00.4MPa,仪表的准确度等级为1.52.5级。,波纹管,双波纹管压力表,25,双波纹管差压计结构示意图,26,其它弹性式压力表 膜片和膜盒也常常被用作压力测量的弹性元件,从而构成膜片压力表和膜盒压力表。膜盒压力表主要用于测量较低压力或负压的气体压力,压力测量范围为2040kPa,仪表的准确度等级一般为1.52.5级。,27,动画演示,28,膜片压力表的工作原理与膜盒压力表相近,测量准确度也差不多,但膜片压力表的可测压力范围较宽,最高可达2.5MPa。另外,作为弹性元件的膜片常常和其他转
8、换元件一起使用构成电远传式压力仪表,膜片压力表,膜盒压力表,金属膜片,29,电远传式压力仪表也是利用弹性元件作为敏感元件,但在仪表中增加了转换元件(或装置)和转换电路能将弹性元件的位移转换为电信号输出,实现信号的远传。,四、电远传式压力检测仪表,压力传感器压力变送器,30,力平衡式压力变送器气动压力变送器 电动压力变送器,31,力平衡式差压变送器构成方框图,32,力平衡式压力变送器结构示意图,1-低压室;2-高压室;3-测量元件(膜盒、膜片);4-轴封膜片;5-主杠杆;6-过载保护簧片;7-静压调整螺钉;8-矢量机构;9-零点迁移弹簧;10-平衡锤;11-量程调整螺钉;12-检测片(衔铁)13
9、-差动变压器;14-副杠杆;15-低频位移检测放大器;16-反馈动圈;17-永久磁钢;18-电源;19-负载;20-调零弹簧,转换部分,测量部分,33,杠杆系统受力图,34,变送器输入输出关系:,35,电容式差压变送器,电容式压力/差压变送器,36,电容式检测元件,37,变极距式电容器,38,变面积式电容器,39,变介电常数式电容器,40,高压侧进气口,低压侧进气口,电子线路位置,内部不锈钢膜片的位置,电容式差压变送器,41,42,各种电容式差压变送器外形,43,各种电容式差压变送器外形(续),法兰,44,各种电容式压力变送器外形(续),45,电容式差压变送器,电容式压力/差压变送器,46,电
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