第六讲 电气式压力计.doc

第六讲 电气式压力计（一）1.电气式压力计原理：基于把压力转换成各种_电量_，来进行压力测量的仪表。2.分类（1） 在弹簧管压力计上附加一些_变换装置_，把弹簧管自由端的机械位移转换为某种_电量_的变化而进行压力测量。（如：_电阻式_、_电感式_、_霍尔片式_等）（2） 不需弹簧管压力表，直接利用电气元件将压力转换成各种_电量_信号进行压力测 量的电气式压力表。（如：_应变片式_、_振弦式_等）3.组成电气式压力计都是由_压力传感器_、_测量电路_、_指示器_三部分组成。一、 霍尔式远传压力表1.霍尔效应在用一块半导体材料（如锗）制成的霍尔片的一个方向上通入一恒定电流，在与电流垂直的方向上施加一个非均匀磁场，那么受洛伦磁力作用，在第三方向的两端面产生一个_电位差_，这个电位差就叫做_霍尔电势_，这个物理形象就叫霍尔效应。2.霍尔片式远传压力表就是以_霍尔效应_为基础的，以_霍尔元件_与_弹性元件_结合在一起构成的霍尔压力变送器为核心，由霍尔压力变送器和显示仪表组成，利用弹簧管和霍尔片来实现_压力位移霍尔电势_的转换的电气式压力表。3.组成霍尔压力变送器由_霍尔元件_与_弹性元件_结合在一起构成。_霍尔压力变送器_和显示仪表组成霍尔式远传压力表。4.霍尔片式远传压力变送器的结构如图被测压力由弹簧管_固定端_引入，弹簧管_自由端_与霍尔片相连接，霍尔片上下方垂直安放两对_磁极_，霍尔片四个端面引出四根导线，其中两根和直流稳压电源相连接，另两根用来输出信号。5.霍尔片式远传压力变送器的工作原理在被测压力（P）的作用下，弹簧管自由端连同霍尔片产生_线性位移_，改变了霍尔片在非匀强磁场中的位置，从而在霍尔片垂直于磁钢的方向上产生了一个_霍尔电势VH_，霍尔电势传至显示器，显示_被测压力_，这就是霍尔片式远传压力变送器的工作原理。【例1】电气式压力计是（ C ）A.将被测压力转换成液柱高度进行测量B.将被测压力转换成弹性元件变形进行测量C.将被测压力转换成电信号进行测量D.将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重量进行测量【例2】霍尔片式远传压力表的核心是_霍尔压力变送器_，其实质是实现_压力位移霍尔电势_的转换。【随堂练习】1.下列关于霍尔片式压力变送器的叙述不正确的是（ C ）A.它适应压力信号远距离传送和显示B.它是霍尔片式弹簧管压力表的核心C.它的霍尔片被放在一个均匀的磁场中移动产生电势变化D.霍尔压力变送器的实质是一种位移一电势转换装置2.无论哪类电气压力计，它们都是由_压力传感器_、_测量电路_和指示器三部分组成。【课后练习】1.下列属于电气式压力计的是（ C ）A.波纹管式压力计 B.活塞式压力计C.霍尔片式压力计 D.液柱式压力计2.电气式压力计从结构上分有两类，一类是在弹簧管上附加一个变换装置，另一类是不需在弹簧管上附加任何转换装置，直接进行压力测量，下列电气式压力计不属于第一种的是（ D ）A.霍尔片式 B.电感式 C.电阻式 D.应变片式3.电气式压力计工作时，首先通过_弹性_元件，将压力转变成机械量，再通过_电气_元件将机械量转变成_电量_，从而实现压力测量。测压时，介质流动方向应与引压管_垂直_。4.霍尔片式远传压力表就是以_霍尔效应_为基础的，以_霍尔元件_与_弹性元件_结合在一起构成的_霍尔压力变送器_为核心，由霍尔压力变送器和显示仪表组成，利用弹簧管和霍尔片来实现_压力位移霍尔电势_的转换的电气式压力表。第七讲 电气式压力计（二）一、 电感式远传压力表1.电感式远传压力表就是以_电磁感应_为基础，通过_转换器_把压力的变化转换成线圈_电感量_的变化来测知压力的电气式压力测量仪表。2.组成电感式远传压力表由_弹簧管_、_差动式电感转换器_、_显示仪表_三部分组成。3.电感式远传压力表的工作原理在被测压力由弹簧管固定端引入，使弹簧管产生变形，即其自由端产生_位移_，同时带动与自由端的相连的衔铁产生位移，从而引起电感线圈的_电感量_发生变化，于是在负载电阻上有_电流_通过，即有_电压_输出，其大小与所测压力成比例，即实现了_压力电感_（P-L）的转化，由_输出电压_即测得被测压力大小。这就是电感式远传压力表的工作原理。二、 应变片式远传压力表1.应变片式远传压力表是以导体或半导体的_应变效应_为基础，通过_转换器_把压力的变化转换成应变片的_电阻值_的变化，并由桥式电路获得相应的_毫伏输出信号_，再经显示仪表测得被测压力的电气式压力测量仪表。2.组成应变片式远传压力表由_应变片式压力传感器_、_转换器 _、_显示仪表_组成。3.应变片式远传压力表的工作原理被测压力作用于不锈钢膜片从而使应变筒产生轴向受压变形，从而使连接在桥式电路中的应变片_电阻值_发生改变（即完成_压力电阻_转换），使桥式电路失去平衡，从而获得_不平衡电压_作为压力传感器的输出信号，从而由输出电压测得被测压力的大小，这就是应变片式远传压力表的工作原理。三、 振弦式压力测量仪表1. 振弦式压力测量仪表就是将压力的变化转换成_弦的张力_的变化，再进一步转变为_频率_的变化，然后由频率f而得知被测压力的大小的一种电气式压力测量仪表。2. 振弦式压力变送器的优点精度等级_高_（0.2级），使用温度范围_广_。【典型例题】【例1】应变式压力变送器的实质是实现（ B ）A.压力电感电压 B.压力电阻电压C.压力位移电势 D.压力张力频率【例2 】电感式远传压力表就是以_电磁感应_为基础，通过_转换器_把压力的变化转换成线圈_电感量_的变化来测知压力的电气式压力测量仪表。【随堂练习】1.无需附加弹性元件就可以实现压力测量的电气式压力计是（ D ）A.霍尔片式压力计 B.电感式远传压力表C.电阻式远传压力表 D.振弦式压力测量仪表2.振弦式压力测量仪表就是将压力的变化转换成_弦的张力_的变化，再进一步转变为_频率_的变化，然后由频率f而得知被测压力的大小的一种电气式压力测量仪表。【课后练习】1.下列关于电气式压力计说法错误的是（ C ）A.通过弹性元件将压力信号转换成各种电信号进行压力测量B.能满足快变压力，脉动压力，远距离传送，自动化水平等要求C.霍尔片式压力计是利用霍尔效应将压力信号转换成电流信号进行压力测量D.应变式是将压力信号转换成电阻信号进行压力测量2.能够适应快速变化的脉动压力、高真空和超高压等场合的压力测量仪表是（ C ）A.霍尔片式 B.电感式 C.应变片式 D.振弦式3.基于电磁感应为基础电气式压力计的是（ B ）A.霍尔片式压力计 B.电感式远传压力表C.应变片式远传压力表 D.振弦式压力测量仪表4.应变片式远传压力表是以导体或半导体的_应变效应_为基础，通过转换器把_压力_的变化转换成应变片的_电阻值_变化，并由桥式电路获得相应的_毫伏输出信号_，再经显示仪表测得被测压力的电气式压力测量仪表。5.简述应变片式远传压力表的工作原理。以导体或半导体的“应变效应”为基础，由压力敏感元件把被测压力的变化转换为弹性体的应变量，同时另一个粘贴在压敏元件上的应变片把应变是转换成电阻量的变化，从而完成压力电阻转换。使桥式电路失去平衡，从而获得不平衡电压作为压力传感器的输出信号，从而由输出电压测得被测压力的大小。这就是应变片式远传压力表的工作原理。变浮力式液体位计沉筒式液位计是应用浮力原理测量液位的一种典型仪表。它的基本原理是_利用悬挂在容器中的沉筒，由于被浸没的高度不同，以致所受的浮力不同来测量液位的高度_。沉筒式液位计主要由_ _变送器_和_显示仪表_两部分组成。_沉筒的长度_就是仪表的量程。常用结构又分为扭力管式和轴封膜片式两种。如图所示为扭力管式液体位计，沉筒垂直地悬挂在杠杆的一端，杠杆另一端与_扭力管_、_芯轴_的一端垂直固定在在一起，并由固定在外壳上的支点支撑。扭力管的另一端通过法兰固定在仪表外壳上，芯轴的另一端为自由端，用来输出角位移。当液位低于沉筒时，沉筒作用在扭力管上的扭力矩_最大