化工仪表及自动化答案--7---压力检测及仪表.pdf

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1、Chap3Chap3Chap3Chap3检测仪表与传感器检测仪表与传感器2 2 压力检测及仪表压力检测及仪表 一、概述 二、弹性式压力计 三、电气式压力计三、电气式压力计 四、压力计的选用四、压力计的选用三、电气式压力计三、电气式压力计1.霍尔片式压力传感器2.应变片式压力传感器3.压阻式压力传感器4.4.4.4.力矩平衡式压力变送器力矩平衡式压力变送器5.5.5.5.电容式压力变送器电容式压力变送器6.6.6.6.智能型压力变送器智能型压力变送器4.4.4.4.力矩平衡式压力变送器力矩平衡式压力变送器（1 1 1 1）结构）结构（2 2 2 2）差动变压器）差动变压器（3 3 3 3）原理）

2、原理4.4.4.4.力矩平衡式压力变送器力矩平衡式压力变送器（1 1 1 1）结构：结构：具有杠杆传动机构，尺寸较大。0.5级，输出420mADC，两线制 右图是DDZ-型电动力矩平衡压力变送器示意图。4.4.4.4.力矩平衡式压力变送器力矩平衡式压力变送器（1 1 1 1）结构：结构：1测量膜片2-轴封膜片3-主杠杆4-矢量机构5-量程调整螺钉6-连杆7-副杠杆8-检测片（衔铁）9-差动变压器10-反馈动圈11-放大器12-调零弹簧13-永久磁钢4.4.4.4.力矩平衡式压力变送器力矩平衡式压力变送器（2 2 2 2）差动变压器：差动变压器：把衔铁位移量x的大小和方向转换成差动变压器输出电动

3、势u的大小和相位。120120120ueeueeueeu=+=+PaPa被测压力的最小值不低于满量程的1/3，符合要求。工艺允许误差：%2%100408.0=所以选择测量范围为0 40 Mpa，精度等级为1.5级的YX-150型电接点压力表。回顾回顾1.液柱式压力计的原理2.弹性式压力计、电接点信号压力表的原理3.霍尔片式压力传感器的原理4.应变片式压力传感器的原理5.压阻式压力传感器的原理6.6.力矩平衡式压力变送器的原理力矩平衡式压力变送器的原理7.7.电容式压力变送器的原理电容式压力变送器的原理8.8.压力计的选择（类型、测量范围上下限、精度等压力计的选择（类型、测量范围上下限、精度等级

4、）级）作业作业Ex.23 Ex.23 Ex.23 Ex.23 Ex.24Ex.24Ex.24Ex.24Ex.26Ex.26Ex.26Ex.26习题习题Ex.7Ex.7Ex.7Ex.7 压力指垂直均匀地作用于单位面积上的力。关系：p表压=p绝对压力p大气压力p真空度=p大气压力 p绝对压力Ex.Ex.Ex.Ex.8 8 8 8 通常，由于各种工艺设备和检测仪表本身就处于大气压力之下，因此工程上常采用表压和真空度来表示压力的大小，一般仪表所指的压力也是表压或真空度。习题习题Ex.9Ex.9Ex.9Ex.9 测压仪表按其转换原理不同，主要分为四大类：液柱式压力计：它是将被测压力转换成液柱高度来进行测

5、量的；弹性式压力计：它是将被测压力转换成弹性元件的位移来进行测量的；电气式压力计：它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量来进行测量的；活塞式压力计：它是根据液压原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。习题习题Ex.Ex.Ex.Ex.10101010 主要的弹性元件有：弹簧管：可分为单圈弹簧管与多圈弹簧管，它们的测压范围较宽，最高可测量高达1000MPa的压力；膜片：可分为平薄膜、波纹膜、膜盒等，它的测压范围较弹簧管式的为低，通常可与其他转换环节结合起来，组成相应的变送器；波纹管：这种弹性元件易变形，常用于微压与低压的测量。习题习题Ex.Ex.Ex.Ex.11111111

6、测压原理：将被测压力转换成弹簧管自由端的位移来进行测量的。主要组成：弹簧管、放大机构、指针、面板及压力接头。测压过程：当被测压力通入弹簧管后，由于弹簧管在压力作用下产生变形，使其自由端产生位移，经放大后就可以由指针在面板上指示出相应的压力值。习题习题Ex.Ex.Ex.Ex.12121212控制线路图：p下 限p上 限2 2 0V绿 灯红 灯警 笛习题习题Ex.Ex.Ex.Ex.13131313将霍尔元件与弹簧管配合，可组成霍尔片式弹簧管压力传感器。当被测压力引入后，弹簧管自由端产生位移，因而改变了霍尔片在磁场中的位置，使所产生的霍尔电势与被测压力成比例，利用这一电势就可实现压力的测量。Ex.E

7、x.Ex.Ex.14141414应变片式压力传感器：测压元件是电阻应变片。利用金属导体的电阻应变效应制成的。压阻式压力传感器：测压元件是单晶硅片。利用半导体的压阻效应制成的。习题习题Ex.Ex.Ex.Ex.15151515基本原理：按力矩平衡原理工作。I0=42 0 m A主 杠 杆Fi矢 量 机 构反 馈 动 圈U差 动 变 压 器p（显 示）测 量 膜 片Fi=f pF1Fil1=F1l2F2副 杠 杆F2=F1ta n位 移x检 测 放 大 器Ff=K2I0F2l3=Ffl4?相 等则副杠杆平衡00tantan p IIKpKp=确定后，（与）成正比。当电流I0流过反馈线圈时，产生电磁反

8、馈力施加于副杠杆上，使副杠杆以支点O2顺时针转动，直到与驱动力矩相平衡为止。习题习题Ex.Ex.Ex.Ex.16161616工作原理：将弹性元件的位移转换为电容量的变化。将测压膜片作为电容器的可动极板，它与固定极板组成可变电容器。当被测压力变化时，由于测压膜片的弹性变形产生位移改变了两块极板之间的距离，造成电容量发生变化。特点：结构紧凑、灵敏度高、过载能力大、测量精度可达0.2级、可以测量压力和差压。习题习题Ex.Ex.Ex.Ex.21212121maxmax1100%1%1%1 01%0.010.0120.50.5080.008AAMPaMPaxxMPa=允允允测标）（）（）允许的最大绝对误

9、差为。）（）-0.01 0.01 在这一点符合1级精度。习题习题Ex24.Ex24.Ex24.Ex24.某台空压机的缓冲器，其工作压力范围为某台空压机的缓冲器，其工作压力范围为1.11.6MPa1.11.6MPa1.11.6MPa1.11.6MPa，工艺要求就地观察罐内压力，并要求测量结果的误差不大工艺要求就地观察罐内压力，并要求测量结果的误差不大于罐内压力的于罐内压力的 5%5%5%5%，试选择一台合适的压力计（类型，测，试选择一台合适的压力计（类型，测量范围，精度等级），并说明其理由。量范围，精度等级），并说明其理由。习题习题解解:空气压缩机的缓冲器中的压力类型为平缓压力；且只需要就地观察，不需要远传变送，所以选择普通单圈弹簧管压力计（类型）；测量范围选择：查表，压力计的测量范围可选02.5MPa，此时 maxmax233322,1.62.4)ppppMPa=测测上限上限即：（min131.1()2.50.83()pMPaMPa=测所选测量范围是合适的。习题习题续续:精度等级确定：max允=1.15%=0.055(MPa)，max0.0552.5100%100%2.2%A=允允1.52.22.5，应选1.5级精度等级。类型确定：要求就地指示，选弹簧管压力表就可满足要求。综上，可选测量范围为02.5MPa，1.5级精度的Y-150普通弹簧管压力表。