自动化检测仪表第5讲

1、自动检测技术及仪表控制系统4.温度检测5.压力检测6.流量检测7.物位检测8.机械量检测9.成分分析仪表5.1 压力单位及压力检测方法5.2 常用压力检测仪表5.3 测压仪表的使用及压力检测系统 自动检测技术及仪表控制系统5.1.1 压力的单位 1牛顿力垂直均匀地作用在1平方米面积上所形成的压力为1“帕斯卡”，简称“帕”，符号为Pa。 自动检测技术及仪表控制系统5.1.2 压力的几种表示方法 1）绝对压力：被测介质作用在容器表面积上的全部压力 2）大气压力：由地球表面空气柱重量形成的压力 3）表压力：绝对压力和大气压力之差 4）真空度：绝对压力小于大气压力时的表压力的绝对值 5）差压：设备中两

2、处的压力之差 自动检测技术及仪表控制系统5.1.3 压力检测的主要方法及分类 5.1.3.1 重力平衡方法： 1）液柱式压力计：基于液体静力学原理 2）负荷式压力计：基于重力平衡原理 5.1.3.2 机械力平衡方法 5.1.3.3 弹性力平衡方法 5.1.3.4 物性测量方法 1）电测式压力计 2）其他新型压力计，如集成式压力计、光纤压力计等 自动检测技术及仪表控制系统5.2.1 弹性压力计 原理：弹性元件在弹性限度内受压变形，其变形大小与外力成比例弹性压力计的组成框图弹性压力计的组成框图 自动检测技术及仪表控制系统5.2.1 弹性压力计 5.2.1.1 测压弹性元件 1）弹性膜片：外缘固定，

3、圆形片状，中心位移与压力的关系表示弹性特性，线性关系良好 2）波纹管：壁面具有多个同心环状波纹，一端封闭，封闭端的位移和压力在一定范围内呈线性关系 3）弹簧管：圆弧状，不等轴截面，金属管 自动检测技术及仪表控制系统5.2.1 弹性压力计 5.2.1.2 弹簧管压力计弹簧管压力计结构弹簧管压力计结构11弹簧管；弹簧管；22连杆；连杆；33扇形齿轮；扇形齿轮；44底座；底座；55中心齿轮；中心齿轮；66游丝；游丝；77表盘；表盘；88指针；指针；99接头；接头；1010横断面；横断面；11-11-灵敏度调整槽灵敏度调整槽 自动检测技术及仪表控制系统5.2.1 弹性压力计 5.2.1.3 波纹管差压

4、计双波纹管差压计结构示意双波纹管差压计结构示意11高压波纹管；高压波纹管；22补偿波纹管；补偿波纹管；33连杆；连杆；44挡板；挡板；55摆杆；摆杆；66扭力管；扭力管；77芯轴；芯轴；88保护阀；保护阀；99填充液；填充液；1010低压波纹管；低压波纹管；1111量程弹簧；量程弹簧；1212阻尼阀；阻尼阀；1313阻尼环；阻尼环；1414轴承轴承 自动检测技术及仪表控制系统5.2.1 弹性压力计 5.2.1.4 弹性测压计信号的远传方式 弹性元件的变形或位移转换为电信号输出，即可实现远距离信号传送电远传弹性压力计结构原理电远传弹性压力计结构原理 自动检测技术及仪表控制系统5.2.2 力平衡式

5、压力计 原理：反馈力平衡力平衡式压力计的基本框图力平衡式压力计的基本框图 自动检测技术及仪表控制系统5.2.3 压力传感器 5.2.3.1 应变式压力传感器 原理：导体和半导体材料发生机械变形时，其电阻值将发生变化RkR几种应变式测量的结构示意几种应变式测量的结构示意 自动检测技术及仪表控制系统5.2.3 压力传感器 5.2.3.2 压阻式压力传感器 原理：硅片受压后，膜片的变形使扩散电阻的阻值发生变化 桥式测量电路，桥臂电阻对称布置，电阻变化时，电桥输出电压与膜片所受压力成对应关系eRR 压阻式压力传感器结构示意图压阻式压力传感器结构示意图11硅平膜片；硅平膜片；22低压腔；低压腔；33高压

6、腔；高压腔；44硅杯；硅杯；55引线引线 自动检测技术及仪表控制系统5.2.3 压力传感器 5.2.3.3 电容式压力传感器 原理：弹性元件的位移转换为电容量的变化 对于差动平板电容器，其电容变 化与板间距离变化的关系为两室结构的电容式压力传感器两室结构的电容式压力传感器1 1，44隔离膜片；隔离膜片；2 2，33不锈钢基不锈钢基座；座；55玻璃绝缘层；玻璃绝缘层；66固定电极；固定电极；77弹性膜片；弹性膜片；88引线引线002dCCd 自动检测技术及仪表控制系统5.2.3 压力传感器 5.2.3.4 振频式压力传感器 原理：利用感压元件本身的谐振频率与压力的关系，通过测量频率信号的变化来检

7、测压力 在一定的压力作用下，变化后的振筒频率可以近似表示为 传感器由振筒组件和激振电路组成01Pffp振筒式压力传感器结构示意振筒式压力传感器结构示意11激振线圈；激振线圈；22支柱；支柱；33底座；底座；44引线；引线；55外壳；外壳；66振动筒；振动筒；77检测线圈；检测线圈；88压力入口压力入口 自动检测技术及仪表控制系统5.2.3 压力传感器 5.2.3.5 压电式压力传感器 原理：压电材料受到压力作用时产生电荷，外力去除后电荷消失，在弹性范围内，压电元件产生的电荷量与作用力之间呈线性关系 q为电荷量，k为压电常数， S为作用面积，p为压力qkSp压电式压力传感器结构示意压电式压力传感

8、器结构示意11绝缘体；绝缘体；22压电元件；压电元件；33壳体；壳体；44膜片膜片 自动检测技术及仪表控制系统5.2.3 压力传感器 5.2.3.6 集成式压力传感器 可以同时检测差压、静压、温度三个参数集成传感器的敏感元件示意集成传感器的敏感元件示意11温度元件；温度元件；22静压元件；静压元件；33差压元件；差压元件；44硅杯；硅杯；55固定台固定台 自动检测技术及仪表控制系统5.2.3 压力传感器 预存针对此传感器的修正公式，采入三种信号后进行处理，可以给出修正后的被测差压值、静压值以及温度值。集成传感器的组成框图集成传感器的组成框图 自动检测技术及仪表控制系统5.3.1 测压仪表的使用

9、 5.3.1.1 测压仪表的选择 类型 测量范围 测量精度 自动检测技术及仪表控制系统 5.3.1.2 测压仪表的校验 标准仪表的选择原则：其允许绝对误差要小于被校仪表允许绝对误差的1/31/5活塞式压力校验系统活塞式压力校验系统11测量活塞；测量活塞；22砝码；砝码；33活塞筒；活塞筒；44螺旋压力发生器；螺旋压力发生器；55工作液；工作液；66被校压力表；被校压力表；77手轮；手轮；88丝杆；丝杆；99工作活塞；工作活塞；1010油杯；油杯；1111进油进油阀；阀；a a、b b、cc切断阀；切断阀；dd进油阀进油阀 自动检测技术及仪表控制系统5.3.2 压力检测系统 5.3.2.1 取压

10、点位置和取压口形式 取压点的选取原则： 1）取压点位置避免处于管路弯曲、分叉、死角或流动形成涡流的区域。 2）取压口开孔的轴线应垂直设备的壁面，其内端面与设备内壁平齐，不应有毛刺或突出物。 3）测量液体介质的压力时，取压口应在管道下部，以避免气体进入引压管；测量气体介质的压力时，取压口应在管道上部，以避免液体进入引压管。 自动检测技术及仪表控制系统5.3.2 压力检测系统取压口选择原则示意取压口选择原则示意11温度计；温度计；22挡板；挡板；33阀；阀；44导流板；导流板； - -不适于做取压口的地点；不适于做取压口的地点；-可用于做取压口的地点可用于做取压口的地点 自动检测技术及仪表控制系统5.3.2 压力检测系统 5.3.2.2 引压管路的敷设 1）引压管的内径、长度的选定与被测介质有关； 2）引压管路水平敷设时，要保持一定的倾斜度，以避免液体（气体）的积存； 3）当被测介质容易冷凝或冻结时，引压管路