自动检测技术3.压力测量(下)

1、,而,B极上宽度为dr，长度为2r 的环形窄带与A极初始位置电容量:,0，b上积分,求解CA,图中点划线为挠曲平面，其宽度为dr，长度为2r的环形窄带与动膜片初始位置间电容量为,膜片挠度 (变形量),积分0，b,位移,电容,转换,4.4.2 电容式压力（差压）变送器,精度可达0.075。 可测压力、差压、绝对压力、带开方器的差压（流量测量）以及高差压、微差压、高静压。 灵敏度高：利于微压测量。 /相对变化量大:3050输出信号大、抗干扰能力强。 环境适应性强，工作稳定性优良。 抗过载能力强，过载消除后可恢复正常工作。,特点：优点,安装方位有影响； 存在分布电容的影响； 测量膜片工作特性存在非线

2、性。 制造难度大：(微位移：0.1mm)，加工精度要求高。 开环误差按1：1传递。膜片微小蠕变、测量电路误差影响整机性能。,特点：缺点,陶瓷电容压力传感器（变送器）,传感器基底和膜片都采用陶瓷，衬底和膜片电极构成电容，中间无传递液，压力直接作用在陶瓷膜片上。其优点是安装位置无影响，无污染，抗腐蚀性好、温漂小、过载能力强，可测量低微压力；缺点差压传感器制作困难。,硅电容压力传感器（变送器）,对称的差动电容被刻蚀到单晶硅片上，压力使硅片弯曲，电容器两极间的距离发生了改变，传感器的电容值相应的也变了。这种传感器兼有电容式和硅传感器的优点，国内外都是研究热点，并有相关产品，如富士、沈阳传感器研究所等都

3、在研究生产，具有很大发展前景。,张治国 等，硅电容压力传感器敏感器件的研究，微纳电子技术，2004（11）：3942,线圈中的电感为：,总磁阻为：,4.4.3 电感式压力（差压）变送器,（1）工作原理,N：线圈匝数； RM磁路中的总磁阻，1/H,4.4.3 电感式压力（差压）变送器,（1）工作原理,初始电感,当衔铁上移时：,同理衔铁下移时：,4.4.3 电感式压力（差压）变送器,（1）工作原理,当衔铁上移时，L1的气隙减小：,L2的气隙增加：,差动式结构：,非线性降低 灵敏度提高1倍,K系列压力变送器结构,测量膜片,隔离膜片,引压接口,固定电极及电感线圈,灌充液 (硅油、氟油),可动衔铁,外壳

4、,变气隙型差动式自感传感器,（2） 结构,ABB 型号264ds 精度：0.075%； 范围：0.0516000kPa； 最大工作压力：210bar； 通讯协议：HART 420mA 现场总线；,4.4.3 电感式压力（差压）变送器,4.4.4 振弦式压力（差压）变送器,振弦的固有频率f0,l：振弦的有效长度，m； ：振弦的线密度 （单位长度的质量），kg； T：作用在可动部件上的张力。,4.4.4 振弦式压力（差压）变送器,1振弦；2金属管；3磁铁；4绝缘垫；5夹紧装置；6初始张力弹簧；7垫圈；8过载弹簧；9液体通道；10基座法兰；11高压侧膜片；12低压侧膜片；13本体；14法兰垫圈；15

5、引线 （至振荡器）,4.4.4 振弦式压力（差压）变送器,精度：0.05% 420mA HART 现场总线； 测量范围宽，高压达数百公斤，低压至十几毫米水柱 可动部件少，过载压力保护简单,EJA硅谐振压力变送器,EJA（川仪横河）硅谐振压力变送器,采用微电子加工技术（MEMS)在一个单晶硅芯片表面的中心和边缘制作两个形状、尺寸、材质完全一致的形状的谐振梁，谐振梁在自激振荡回路中作高频振荡。单晶硅片的上下表面受到的压力不等时，将产生形变，导致中心谐振梁因压缩力而频率减小，边缘谐振因受拉伸力而频率增加。,4.5 压力表的选择、校验和安装,4.5.1 压力表的选择,4.5.2 压力表的校验,、m0：

6、活塞截面积、质量； ：砝码的质量； p：被测压力。,b阀处可接标准压力表。,活塞式压力计,4.5 压力表的选择、校验和安装,4.5.3 压力表的安装,（1）取压口的选择原则： 取压口要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在管道弯曲、分叉及流束形成涡流的地方。 当管道中有突出物（如温度计套管）时，取压口应在突出物的上游方向一侧。 取压口处在管道阀门、挡板之前或之后时，其与阀门、挡板的距离应大于2D及3D（D为管道内径）。,压力表的安装, 流体为液体介质时，取压口应开在管道横截面的下侧部分，以防止介质中气泡进入压力信号导管，引起测量延迟，但也不宜开口在最低部，以防沉渣堵塞取压口。 如果是气体介质

7、，取压口应开在管道横截面上侧，以免气体中析出液体进入压力信号导管，产生测量误差，但对水蒸气压力测量时，由于压力信号导管中总是充满凝结水，所以应按液体压力测量办法处理。,（）压力信号导管安装 为了减小管道阻力而引起的测量迟延，导管总长一般不应超过60 m，内径一般在610 mm。 应防止压力信号导管内积水（当被测介质为气体时）或积气（被测介质为液体时），以避免产生测量误差，因此对于水平敷设的压力信号导管应有3%以上的坡度。 当压力信号管路较长并需要通过露天或热源附近时，还应在管道表面敷设保温层，以防管内介质汽化或结冰。为检修方便，在取压口到压力表之间应装切断阀，并应靠近取压口。,（）压力表的安装 压力表应安装在易观察和检修的地方。 安装地点应避免振动、高温、潮湿和粉尘等影响。 测量蒸汽压力时应加凝液管，以防高温蒸汽直接与测压元件接触；测量腐蚀性介质压力时，应加装充有中性介质的隔离罐等。总之针对具体情况，要采取相应的防护措施。 压力表连接处要加装密封垫，一般低于80及2MPa压力，用石棉纸板或铝片，温度和压力更高时用退火紫铜或铅垫。另外还要考虑介质影响。,参考文献,沙占友 等集成化智能传感器原理与应用 叶湘滨 等传感器与测试技术 周继明 等传感器技术与应用 樊尚春，传感器技术及应用，北京航空航天大学出版社 赵凯华、罗蔚菌，力学，高等教育出