第03章B-压力的检测-化工自动化及仪表(工艺类专业适用)-教学课件.ppt

1河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）3.2 3.2 压力检测压力检测压力检测压力检测压力的表示方法压力的表示方法压力的表示方法压力的表示方法 检测方法的分类检测方法的分类检测方法的分类检测方法的分类 液柱式压力检测液柱式压力检测液柱式压力检测液柱式压力检测 弹性式压力检测弹性式压力检测弹性式压力检测弹性式压力检测电气式压力检测电气式压力检测电气式压力检测电气式压力检测智能式压力变送器智能式压力变送器智能式压力变送器智能式压力变送器压力检测仪表的选用和安装压力检测仪表的选用和安装压力检测仪表的选用和安装压力检测仪表的选用和安装 2河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）三种压力表示方法三种压力表示方法三种压力表示方法三种压力表示方法绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力 p pa a表压力表压力表压力表压力 p p负压或真空度负压或真空度负压或真空度负压或真空度 p ph h3.2.1 3.2.1 压力的表示方法压力的表示方法压力的表示方法压力的表示方法pa绝对压力零线pphpa大气压p01.01325105Pa绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力是指物体所受的实际压力。表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之差，即表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之差，即表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之差，即表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之差，即 真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，即真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，即真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，即真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，即 由由由由于于于于各各各各种种种种工工工工艺艺艺艺设设设设备备备备和和和和检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表通通通通常常常常是是是是处处处处于于于于大大大大气气气气之之之之中中中中，本本本本身身身身就就就就承承承承受受受受着着着着大大大大气气气气压压压压力力力力，因因因因此此此此工工工工程程程程上上上上通通通通常常常常采采采采用用用用表表表表压压压压或或或或者者者者真真真真空空空空度度度度来来来来表表表表示示示示压压压压力力力力的的的的大大大大小小小小，一一一一般般般般的的的的压压压压力力力力检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表所所所所指指指指示示示示的的的的压压压压力力力力也也也也是是是是表压或者真空度。表压或者真空度。表压或者真空度。表压或者真空度。除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。3河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）pa绝对压力零线pphpa大气压p01.01325105Pa4河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.2 压力检测方法的分类压力检测方法的分类压力检测方法的分类压力检测方法的分类 目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理的不同，一般分为四类：的不同，一般分为四类：的不同，一般分为四类：的不同，一般分为四类：(1)(1)(1)(1)液柱式压力检测液柱式压力检测液柱式压力检测液柱式压力检测:一般采用充有水或水银等液体的玻璃一般采用充有水或水银等液体的玻璃一般采用充有水或水银等液体的玻璃一般采用充有水或水银等液体的玻璃U U U U形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。(2)(2)(2)(2)弹弹弹弹性性性性式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测:它它它它是是是是根根根根据据据据弹弹弹弹性性性性元元元元件件件件受受受受力力力力变变变变形形形形的的的的原原原原理理理理，将将将将被被被被测测测测压压压压力力力力转转转转换换换换成成成成位位位位移移移移进进进进行行行行测测测测量量量量的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。(3)(3)(3)(3)电电电电气气气气式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测:它它它它是是是是利利利利用用用用敏敏敏敏感感感感元元元元件件件件将将将将被被被被测测测测压压压压力力力力直直直直接接接接转转转转换换换换成成成成各各各各种种种种电电电电量量量量进进进进行行行行测测测测量量量量的的的的仪仪仪仪表表表表，如电阻、电荷量等。如电阻、电荷量等。如电阻、电荷量等。如电阻、电荷量等。(4)(4)(4)(4)活塞式压力检测活塞式压力检测活塞式压力检测活塞式压力检测:它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。所加平衡砝码的质量来进行测量。所加平衡砝码的质量来进行测量。所加平衡砝码的质量来进行测量。活塞式压力计活塞式压力计活塞式压力计活塞式压力计的测量精度较高，的测量精度较高，的测量精度较高，的测量精度较高，允许误差可以小到允许误差可以小到允许误差可以小到允许误差可以小到0.050.050.020.02，它普遍被用作标准仪器对压力检，它普遍被用作标准仪器对压力检，它普遍被用作标准仪器对压力检，它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。测仪表进行检定。测仪表进行检定。测仪表进行检定。5河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）6河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）3.2.4 3.2.4 3.2.4 3.2.4 弹性式压力检测弹性式压力检测弹性式压力检测弹性式压力检测弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。平薄膜 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管膜膜膜膜 片片片片受受受受压压压压力力力力作作作作用用用用产产产产生生生生位位位位移移移移，可可可可直直直直接接接接带带带带动动动动传传传传动动动动机机机机构构构构指指指指示示示示。但但但但是是是是膜膜膜膜片片片片的的的的位位位位移移移移较较较较小小小小，灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度低低低低，指指指指示示示示精精精精度度度度不不不不高高高高，一般为一般为一般为一般为2.52.5级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；波波波波纹纹纹纹管管管管的的的的位位位位移移移移相相相相对对对对较较较较大大大大，一一一一般般般般可可可可在在在在其其其其顶顶顶顶端端端端安安安安装装装装传传传传动动动动机机机机构构构构，带带带带动动动动指指指指针针针针直直直直接接接接读读读读数数数数。其其其其特特特特点点点点是是是是灵灵灵灵敏敏敏敏高高高高（特特特特别别别别是是是是在在在在低压区），低压区），低压区），低压区），常用于检测较低的压力常用于检测较低的压力常用于检测较低的压力常用于检测较低的压力（1.01.010106 6PaPa），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到1.51.5级；级；级；级；弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管结结结结构构构构简简简简单单单单、使使使使用用用用方方方方便便便便、价价价价格格格格低低低低廉廉廉廉，它它它它使使使使用用用用范范范范围围围围广广广广，测测测测量量量量范范范范围围围围宽宽宽宽，可可可可以以以以测测测测量量量量负负负负压压压压、微微微微压压压压、低低低低压压压压、中中中中压压压压和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达0.150.15级。级。级。级。7河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）平薄膜 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管8河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）弹簧管和弹簧管压力表弹簧管和弹簧管压力表弹簧管和弹簧管压力表弹簧管和弹簧管压力表弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管是是是是横横横横截截截截面面面面呈呈呈呈非非非非圆圆圆圆形形形形（椭椭椭椭圆圆圆圆形形形形或或或或扁扁扁扁圆圆圆圆形形形形），弯成圆弧状（中心角常为弯成圆弧状（中心角常为弯成圆弧状（中心角常为弯成圆弧状（中心角常为270270270270）的空心管子。）的空心管子。）的空心管子。）的空心管子。管管管管子子子子的的的的一一一一端端端端为为为为封封封封闭闭闭闭，另另另另一一一一端端端端为为为为开开开开口口口口。闭闭闭闭口口口口端端端端作作作作为为为为自由端自由端自由端自由端，开口端作为，开口端作为，开口端作为，开口端作为固定端固定端固定端固定端。被被被被测测测测压压压压力力力力介介介介质质质质从从从从开开开开口口口口端端端端进进进进入入入入并并并并充充充充满满满满弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的的的整整整整个个个个内内内内腔腔腔腔，由由由由于于于于弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的的的非非非非圆圆圆圆横横横横截截截截面面面面，使使使使它它它它有有有有变变变变成成成成圆圆圆圆形形形形并并并并伴伴伴伴有有有有伸伸伸伸直直直直的的的的趋趋趋趋势势势势而而而而产产产产生生生生力力力力矩矩矩矩，其其其其结结结结果果果果使使使使弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的的的自自自自由由由由端端端端产产产产生生生生位位位位移移移移，同同同同时时时时改改改改变变变变其其其其中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系：中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系：中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系：中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系：式式式式中中中中0 0 0 0为为为为弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管中中中中心心心心角角角角的的的的初初初初始始始始角角角角；为为为为受受受受压压压压后后后后中中中中心心心心角角角角的的的的改改改改变变变变量量量量；R R R R为为为为弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管弯弯弯弯曲曲曲曲圆圆圆圆弧弧弧弧的的的的外半径；外半径；外半径；外半径；h h h h为管壁厚度；为管壁厚度；为管壁厚度；为管壁厚度；a a a a、b b b b为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。9河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）10河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）1弹簧管 2拉杆 3扇形齿轮4中心齿轮 5指针 6面板7游丝 8调节螺钉 9接头图3-18 弹簧管压力表弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管自自自自由由由由端端端端B B的的的的位位位位移移移移量量量量一一一一般般般般很很很很小小小小，需需需需要要要要通通通通过过过过放放放放大大大大机机机机构构构构才才才才能能能能指指指指示示示示出出出出来来来来,为为为为了了了了加加加加大大大大弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管自自自自由由由由端端端端的的的的位位位位移移移移量量量量，也可采用多圈弹簧管，其原理与单圈弹簧管相似。也可采用多圈弹簧管，其原理与单圈弹簧管相似。也可采用多圈弹簧管，其原理与单圈弹簧管相似。也可采用多圈弹簧管，其原理与单圈弹簧管相似。单单单单圈圈圈圈弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管压压压压力力力力表表表表是是是是工工工工业业业业现现现现场场场场使使使使用用用用最最最最普普普普遍遍遍遍的的的的就就就就地地地地指指指指示示示示式压力检测仪表式压力检测仪表式压力检测仪表式压力检测仪表（也有（也有（也有（也有电接点输出的弹簧管压力表电接点输出的弹簧管压力表电接点输出的弹簧管压力表电接点输出的弹簧管压力表）弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管压压压压力力力力表表表表结结结结构构构构简简简简单单单单、使使使使用用用用方方方方便便便便、价价价价格格格格低低低低廉廉廉廉、测测测测量量量量范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压一一一一般般般般的的的的工工工工业业业业用用用用弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管压压压压力力力力表表表表的的的的精精精精度度度度等等等等级级级级为为为为1.51.5级级级级或或或或2.52.5级级级级，但但但但根根根根据据据据制制制制造造造造的的的的要要要要求求求求，其其其其精精精精度等级最高可达度等级最高可达度等级最高可达度等级最高可达0.150.15级。级。级。级。11河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器工作原理：力矩平衡工作原理：力矩平衡 检测元件检测元件膜盒或膜片膜盒或膜片 杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构 膜盒式差压变送器构成膜盒式差压变送器构成 P P测量部分测量部分测量部分测量部分F Fi i杠杆系统杠杆系统杠杆系统杠杆系统MM放大器放大器放大器放大器反馈部分反馈部分反馈部分反馈部分F Ff fI Io o12河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）13河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）(1)(1)测量部分测量部分测量部分测量部分 作用：作用：把被测差压把被测差压P转换成转换成 作用于主杠杆下端的输入力作用于主杠杆下端的输入力Fi A1=A2=Ad Fi=Ad(P1-P2)=AdP Fi=A1P1-A2P2因因:故故:p1p2负压室正压室轴封膜片主杠杆14河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）15河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）主杠杆主杠杆主杠杆主杠杆将将Fi转换为转换为F1F1作用于矢量机构上作用于矢量机构上 HF1Fil2l116河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）矢量机构矢量机构矢量机构矢量机构将输入力将输入力F1转换为作用于副杠杆上的力转换为作用于副杠杆上的力F2(a)(b)17河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）18河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）F2垂直向上作用于副杠杆上，使其以支点垂直向上作用于副杠杆上，使其以支点M为为中心逆时针偏转，带动副杠杆上的衔铁（位移中心逆时针偏转，带动副杠杆上的衔铁（位移检测片）靠近差压变送器，两者之间距离的变检测片）靠近差压变送器，两者之间距离的变化量通过位移检测放大器转换为化量通过位移检测放大器转换为4-20 mA的直流的直流电流电流IO,作为变送器的输出信号；同时，该电流作为变送器的输出信号；同时，该电流又流过电磁反馈装置，产生电磁反馈力又流过电磁反馈装置，产生电磁反馈力F,使副使副杠杆顺时针偏转。杠杆顺时针偏转。19河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）(3)(3)电磁反馈装置电磁反馈装置电磁反馈装置电磁反馈装置 作作用用：把把变变送送器器的的输输出出电电流流I0转转换换成成作作用用于于副杠杆的电磁反馈力副杠杆的电磁反馈力Ff Ff =BDcWI0设设 Kf=BDcW改改变变反反馈馈动动圈圈的的匝匝数数W，可以改变可以改变 Kf的大小的大小 反反馈馈动动圈圈1固固定定在在副副杠杠杆杆上上，且且处处于于永永久久磁磁钢钢2的的磁磁场场中中，可可在在其其中中左左右右移移动动。软软铁铁芯芯3和和永永久久磁磁钢钢2组组成成磁磁路路。软软铁铁芯芯使使环环形形气气隙隙中中形形成成均均匀匀的的辐辐射射磁磁场场，从从而而使使流流过过反反馈馈动动圈圈的的电电流流方方向向总总是是与与磁磁场场方方向向垂垂直直。当当变变送送器器的的输输出出电电流流过过反反馈馈动动圈圈时时，就就会会产产生生电电磁磁反反馈馈力力Ff。Ff与与变变送器输出电流送器输出电流I0之间的关系为：之间的关系为：则则 Ff =KfI0 20河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）(4)(4)整机特性整机特性整机特性整机特性 回放回放回放回放21河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）Io mAPminPmax420P22河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）1.变送器的输出电流变送器的输出电流I0和输入信号和输入信号P之间呈线性关系之间呈线性关系 2.调调整整调调零零弹弹簧簧可可以以使使变变送送器器输输出出电电流流I0在在输输入入信信号号范范围围下下限限时时为为4mA。3.改变改变tg或或Kf可以调整变送器的量程可以调整变送器的量程 4.零点和量程要反复调整零点和量程要反复调整 Io mAPminPmax420P回放回放回放回放23河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）24河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）P=0 Ci1=Ci2=15pF P0 Ci1的电容量减小的电容量减小 Ci2的电容量增大的电容量增大 差动差动电容测量原理电容测量原理电容式电容式电容式电容式差压变送器测量原理差压变送器测量原理差压变送器测量原理差压变送器测量原理 25河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）P=0 S1=S2=S0 P0 S1=S0+S2=S0-26河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）相对变化值 与被测差压P成线性关系，且与灌充液的介电常数无关 27河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）28河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）振荡器振荡器振荡器振荡器解调器解调器解调器解调器线性调整线性调整线性调整线性调整IC1IC1基准电压基准电压基准电压基准电压稳压源稳压源稳压源稳压源IC3IC3功放功放功放功放限流限流限流限流负反馈负反馈负反馈负反馈调零调零调零调零零迁零迁零迁零迁R RL LI Io oE EI If fI Id dI Iz z（）V Vc cV Vr r差动电容差动电容差动电容差动电容框图框图供参考供参考供参考供参考29河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）电电容容式式压压力力变变送送器器，目目前前在在工工业业生生产产中中应应用用非非常常广广泛泛，其其输输出出信信号号也也是是标标准准4 20mADC电流信号。电流信号。电电容容式式压压力力变变送送器器是是先先将将压压力力的的变变化化转转换换为电容量的变化，然后进行测量的。为电容量的变化，然后进行测量的。电电容容式式差差压压变变送送器器的的原原理理图图可可见见传传感感器器有有左左右右固固定定极极板板，在在两两个个固固定定极极板板之之间间是是弹弹性性材材料料制制成成的的测测量量膜膜片片，作作为为电电容容的的中中央央动动极极板板，在在测量膜片两侧的空腔中充满硅油测量膜片两侧的空腔中充满硅油。电电容容式式差差压压变变送送器器的的结结构构可可以以有有效效地地保保护护测测量量膜膜片片，当当差差压压过过大大并并超超过过允允许许测测量量范范围围时时，测测量量膜膜片片将将平平滑滑地地贴贴靠靠在在玻玻璃璃凹凹球球面面上上，因因此此不不易易损损坏坏，与与力力矩矩平平衡衡式式相相比比，电电容容式式没没有有杠杠杆杆传传动动机机构构，因因而而尺寸紧凑，密封性与抗振性好，测量精度相应提高，可达尺寸紧凑，密封性与抗振性好，测量精度相应提高，可达0.2级级。30河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）31河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）3.2.5 3.2.5 3.2.5 3.2.5 电气式压力检测电气式压力检测电气式压力检测电气式压力检测应变片压力应变片压力应变片压力应变片压力/差压变送器差压变送器差压变送器差压变送器利用金属或半导体材料制成的电阻体的阻值可表示为：利用金属或半导体材料制成的电阻体的阻值可表示为：利用金属或半导体材料制成的电阻体的阻值可表示为：利用金属或半导体材料制成的电阻体的阻值可表示为：当当当当电电电电阻阻阻阻体体体体受受受受外外外外力力力力作作作作用用用用时时时时，电电电电阻阻阻阻体体体体的的的的长长长长度度度度、截截截截面面面面积积积积或或或或电电电电阻阻阻阻率率率率会会会会发发发发生生生生变变变变化化化化，即即即即其其其其阻阻阻阻值值值值也也也也会会会会发发发发生变化。这种生变化。这种生变化。这种生变化。这种因尺寸变化引起阻值变化因尺寸变化引起阻值变化因尺寸变化引起阻值变化因尺寸变化引起阻值变化称为应变效应称为应变效应称为应变效应称为应变效应。应变片多以金属材料为主，一般和弹性元件一起使用应变片多以金属材料为主，一般和弹性元件一起使用应变片多以金属材料为主，一般和弹性元件一起使用应变片多以金属材料为主，一般和弹性元件一起使用。r1r2123P(a)传感器1外壳 2弹性筒 3膜片应应应应变变变变筒筒筒筒的的的的上上上上端端端端与与与与外外外外壳壳壳壳固固固固定定定定在在在在一一一一起起起起，下下下下端端端端与与与与不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢密密密密封封封封膜膜膜膜片片片片3 3紧紧紧紧密密密密接接接接触触触触，应应应应变变变变片片片片r r1 1和和和和r r2 2用用用用胶胶胶胶合合合合剂剂剂剂贴贴贴贴紧紧紧紧在在在在应应应应变变变变筒筒筒筒的的的的外外外外壁壁壁壁，与与与与筒体之间不发生相对滑动。筒体之间不发生相对滑动。筒体之间不发生相对滑动。筒体之间不发生相对滑动。r r1 1沿沿沿沿应应应应变变变变筒筒筒筒轴轴轴轴向向向向贴贴贴贴放放放放，作作作作为为为为测测测测量量量量片片片片；r r2 2沿沿沿沿径径径径向向向向贴贴贴贴放放放放，作作作作为为为为温温温温度补偿片。度补偿片。度补偿片。度补偿片。图图图图中中中中应应应应变变变变片片片片r r1 1、r r2 2的的的的静静静静态态态态性性性性能能能能完完完完全全全全相相相相同同同同。当当当当膜膜膜膜片片片片受受受受到到到到外外外外力力力力作作作作用用用用时时时时，弹弹弹弹性性性性筒筒筒筒轴轴轴轴向向向向受受受受压压压压，使使使使应应应应变变变变片片片片r r1 1产产产产生生生生轴轴轴轴向向向向应应应应变变变变，阻阻阻阻值值值值变变变变小小小小；而而而而应应应应变变变变片片片片r r2 2受受受受到到到到轴轴轴轴向向向向压压压压缩缩缩缩，引引引引起起起起径径径径向向向向拉拉拉拉伸伸伸伸，阻阻阻阻值值值值变变变变大大大大。实实实实际际际际上上上上，r r2 2的的的的变变变变化化化化量量量量比比比比r r1 1的的的的变变变变化化化化量量量量要要要要小小小小，r r2 2的的的的主主主主要要要要作作作作用用用用是是是是温温温温度补偿。度补偿。度补偿。度补偿。32河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）r1r2123P(a)传感器1外壳 2弹性筒 3膜片33河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）是是是是应应应应变变变变片片片片阻阻阻阻值值值值变变变变化化化化量量量量的的的的测测测测量量量量电电电电桥桥桥桥，图图图图中中中中R R R R3 3 3 3和和和和R R R R4 4 4 4是是是是两两两两个个个个阻阻阻阻值值值值相等的精密固定电阻。相等的精密固定电阻。相等的精密固定电阻。相等的精密固定电阻。UiEr1r2R3R4AB(b)测量电桥不受压时不受压时不受压时不受压时 r r r r1 1 1 1=r=r=r=r2 2 2 2=r=r=r=r0 0 0 0 R R R R3 3 3 3=R=R=R=R4 4 4 4=r=r=r=r 若应变片受压，则：若应变片受压，则：若应变片受压，则：若应变片受压，则：r r1 1=r=r0 0+r+r1 1；r r2 2=r=r0 0+r+r2 2 (r (r1 1rr2 2)由由由由此此此此可可可可见见见见，由由由由压压压压力力力力作作作作用用用用时时时时，r r1 1和和和和r r2 2一一一一减减减减一一一一增增增增，使使使使电电电电桥桥桥桥由由由由较较较较大大大大的的的的输输输输出出出出；当当当当环环环环境境境境温温温温度度度度发发发发生生生生变变变变化化化化时时时时，r r1 1、r r2 2同同同同时时时时增增增增减减减减，不不不不影影影影响响响响电电电电桥桥桥桥的的的的平平平平衡衡衡衡。如如如如果果果果仪仪仪仪表表表表能能能能把把把把电电电电桥桥桥桥输输输输出出出出电电电电压压压压U Ui i进进进进一一一一步步步步转转转转换换换换为为为为标标标标准信号输出，则该仪表即可称为准信号输出，则该仪表即可称为准信号输出，则该仪表即可称为准信号输出，则该仪表即可称为应变式压力变送器应变式压力变送器应变式压力变送器应变式压力变送器。结结结结论论论论：应应应应变变变变片片片片式式式式压压压压检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表具具具具有有有有较较较较大大大大的的的的测测测测量量量量范范范范围围围围，被被被被测测测测压压压压力力力力可可可可达达达达几几几几百百百百MPaMPa，并并并并具具具具有有有有良良良良好好好好的的的的动动动动态态态态性性性性能能能能，适适适适用用用用于于于于快快快快速速速速变变变变化化化化的的的的压压压压力力力力测测测测量量量量。但但但但是是是是，尽尽尽尽管管管管测测测测量量量量电电电电桥桥桥桥具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的温温温温度度度度补补补补偿偿偿偿的的的的作作作作用用用用，应应应应变变变变片片片片式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表仍仍仍仍有有有有比比比比较较较较明明明明显显显显的的的的温温温温漂漂漂漂和和和和时时时时漂漂漂漂，因因因因此此此此，这这这这种种种种压压压压力力力力检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表较较较较多多多多地地地地用用用用于于于于一般要求的动态压力检测，一般要求的动态压力检测，一般要求的动态压力检测，一般要求的动态压力检测，测量精度一般在测量精度一般在测量精度一般在测量精度一般在0.50.51.01.0左右左右左右左右。34河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）UiEr1r2R3R4AB(b)测量电桥35河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件河南城建学院电气系周焱课件化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）化工自动化及仪表（工艺类专业适用）压阻式（扩散硅）压力压阻式（扩散硅）压力压阻式（扩散硅）压力压阻式（扩散硅）压力/差压变送器差压变送器差压变送器差压变送器 因因电阻率变化引起阻值变化电阻率变化引起阻值变化称为压阻效应称为压阻效应。半导体材料的压阻效应比较明显。半导体材料的压阻效应比较明显。用作压阻式传感器的基片材料主要为硅片和锗片，由于单晶硅材料纯、功耗小、滞后和用作压阻式传感器的基片材料主要为硅片和锗片，由于单晶硅材料纯、功耗小、滞后和蠕变极小、机械稳定性好，而且传感器的制造工艺和硅集成电路工艺有很好的兼容性，蠕变极小、机械稳定性好，而且传感器的制造工