《热工仪表与测量》PPT课件.ppt

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1、热工测量和仪表自动控制系统的关键部件对象测量、变送传感器、变送器、显示、报警、记录装置调节器执行器执行机构、调节机构调节器执行器对象测量变送x(t)e(t)u(t)q(t)y(t)z(t)主要内容测量与误差温度测量和仪表压力测量和仪表流量测量和仪表汽包水位测量和仪表烟气分析和仪表实验：热工仪表校验4-1测量与误差一、测量的基本概念与测量方法测量：从客观事物中提取有关信息的认识过程，经整理后成为数据。三要素：比值、单位、误差测量方法按测量和被测量的差值大小非零法：弹簧压力表零位法：天平微差法：测量压力的U形管接触法、非接触法接触式非接触式静态和动态静态：被测对象处于稳定状态下的测量动态：被测对象

2、处于不稳定状态下的测量点测量和场测量点参数测量：测量某点的被测量场参数测量：测量多点的被测量直接测量和间接测量直接测量：无需对被测量与其它实测的量进行函数关系的辅助计算而直接得到的被测量的值间接测量：直接测量的量与被测量之间有已知函数关系，而得到的被测量的值。二、测量系统测量系统：为完成测量任务而组合在一起的总体测量设备：测量中使用的一切设备传感器：测量系统与测量对象发生直接关系的部分准确性和稳定性灵敏性负载小经济性和耐腐蚀性中间变换器：将传感器的输出信号进行远距离的发送、放大、线性化和转换成统一信号的装置准确地传输、放大、和转换信号，信号损失小，显示装置（测量终端）：向观察者显示被测参数的数

3、值和量值的装置三、测量误差测量误差：测量结果与被测量的真值之差绝对误差：相对误差：真值无法测定，测量结果、误差系统误差：在偏离规定条件时或由于测量方法所引入的因素，按某确定规律所引起的误差在同一条件下，多次测量同一被测量时，误差的绝对值和符号或者保持不变，或者在条件变化时按某种确定规律变化的误差测量实际值测量读数修正值修正值标准表读书值仪表读数随机误差：在测量条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号可以不可预定的方式变化的误差疏忽误差：系统误差、随机误差、疏忽误差系统误差大、随即误差小随机误差大、系统误差小随机误差小、系统误差小，有疏忽误差随机误差的特性及处理当系统误差消除后，对一被测量进

4、行无数次测量时，同一方法、同一仪表，测量次数无穷多时，总的算术平均就是被测参数的真值最佳值（最优概值）：工程中n（测量次数）的数值不可能无穷大，所得的结果只是真值的近似。测量结果的正态分布概率密度为：分布函数为：正态分布概率密度图测量值均匀地分布在真值的两边，差别越大的点，出现的可能性越低每个曲线下的面积为100%标准偏差作为单次测得值不可靠性的评定标准越大，分散范围大在一定条件下，测量列中随机误差的概率分布情况对称性：绝对值相等的正负误差，在多次测量中出现的概率大致相等，以D0对称在实际测量条件下，对同一量进行多次测量，其误差的算术平均值随着测量次数n的无限增大而趋于0单峰性：绝对值小的误差

5、出现的次数比绝对值大的出现次数多可以舍去出现概论为0的误差值四、测量仪表的特性仪表特性：包括静态特性和动态特性静态特性：被测量在不随时间变换或变化极慢的情况下，用一组与时间无关的参数来描述测量仪表的特性动态特性：被测量在随时间变化的情况下，用微分方程来描述测量仪表的输入、输出的动态关系负载效应：被测量受到仪表干扰而产生的偏离静态特性：测量范围：在允许的误差限内，测量仪表的被测量值的范围，上限、下限之差为量程准确度等级根据测量仪表准确度大小所划分的等级和范围引用误差基本误差允许误差稳定度灵敏度和灵敏阈线性度和变差温度误差动态特性动态特性：仪表对随时间变化的被测参数的响应特性输出量随时间的变化曲线

6、与被测参数随同一时间变化的曲线一致或比较接近阶跃响应：仪表在输入阶跃信号时，输出信号能否立即跟随输入信号变化的能力频率相应：由仪表的固有频率决定，固有频率高，频率特性好五、热工仪表的质量指标仪表的准确度仪表的非线性误差变差重复性不灵敏区漂移4-2温度测量及仪表一、温度测量的基本概念温度的定义：表征分子热运动的程度的物理量温标：衡量温度大小的标尺摄氏：热力学：K华氏：温度计的分类和形式膨胀式温度计玻璃温度计压力式温度计双金属温度计热电偶温度计热电阻温度计辐射式温度计ET-IRMAN ET-IRMAN 温度安检门温度安检门二、膨胀式温度计玻璃温度计压力式温度计双金属温度计1、玻璃液体温度计是膨胀式

7、温度计之一种,利用液体受热膨胀的性质制成,常用的液体有水银和酒精。广泛用于测量-200-500摄氏度范围内的温度。（1）优点和缺点玻璃液体温度计是最常用,也是最简单,最便宜的温度计。这种温度计主要优点是构造简单,使用方便,精度高和价格低廉。缺点是惰性大,能见度低,不能自动记录及远距离传送。玻璃管温度计玻璃管温度计（2）注意事项(1)温度计不宜平放和平装,保存与安装时都应使玻璃温度计直立,而且测温泡在下部。如果倾斜安装也应使测温泡在下部。(2)使用时应检查液柱是否脱离,测温泡内是否含有气泡,如果液柱脱离可以缓慢加热或微振动起来消除。(3)对于全浸式温度计,安装深度应满足要求,对于工业用玻璃管温度

8、计,则应将尾部全部插入被测介质中。注意事项(4)被测介质具有一定压力时,应在测温处焊上(或用螺丝旋紧)测温套管为减少热阻,测温套管壁不宜太厚(一般为1-2mm)。(5)测量流体温度时,温度计不能顺向安置,应逆向安放,或与流向垂直或有一定倾斜角,而且测温套管的插入深度要超过中心线。使测温泡刚好位于中心线上。玻璃温度计2、压力式温度计压力式温度计的工作原理是当温度变化时,工质的体积或压力相应发生变化,以此制成温度计这种温度计的主要优点是构造简单,防震可以远距离测量,并可制成自动记录式。主要缺点是损坏后很难修理,不能测点温和表面温度。国产WTQ型式气体压力温度计,可用来指示货记录工业设备中气体,蒸汽

9、货液体的温度。测量范围:0-120,0-160,0-200,0-3009(单位摄氏度)工作压力:60kgf/cm2,精度1.5与2.5级。压力式温度计3、双金属温度计(一)双金属温度计的工作原理：双金属温度计是利用两种不同膨胀系数的金属片A和B将其焊接在一起并将一端固定。当温度发生变化时,膨胀悉数较大的金属片B伸长较多,故其未固定端(自由端)必然向膨胀系数较小的金属A一方弯曲变形。利用弯曲变形的大小不同,从而可表示出温度的高低不同。双金属温度计(二).双金属片温度计按指示部分与保护管连接方式不同,分为下列三种类型:(1)轴项型(2)径向型(3)135度角型双金属温度计三、热电偶1、热电偶的测温

10、原理热电势：两种不同的导体材料（或半导体）A，B组成的闭合回路。相接触时，存在电子的迁移，达到平衡时，在接触的两端形成电势可用于点温度的测量只与材料和温度有关，与热电偶的长度、直径无关接触电势和温差电势组成mV(1)接触电势在一定温度下，如果从金属A扩散到金属B去的电子数等于从金属B吸向金属A的电子数时，就达到了动态平衡。这时金属A，B之间形成的电位差称为接触电势。接触电势的大小与接头温度的高低和金属的种类有关，温度越高，两金属的自由电子密度差越大，则接触电势越大。(2)温差电势温差电势：同一金属导体两端温度不同而产生的。高温端流向低温端的自由电子与低温端被电场吸引流向高温端的自由电子达到了动

11、态平衡，这时的电位差称为温差电势e，大小仅与金属材料及两端温差有关，而与几何尺寸及金属（导体）温度分布无关。e(t,t0)可用下面的函数差来表示eA(t,t0)=eA(t)-eA(t0)(1)热电偶基本定律的内容两种均质金属组成的热电偶，其电势大小与热电级直径，长度和沿热电级长度上的温度分布无关，只与热电级材料和两端温度有关；热电势大小是两端温度的函数差，如果两端温度相等，则热电势为零。(2)热电偶基本定律的推论（1）热电偶必须用两种性质不同的热电级构成。（2）若热电级材料的性质不均匀，即当热电级温度分布不同时，则热电偶将产生附加电势。所以根据附加热电势检查热电极材料是否均匀，从而衡量热电偶质

12、量的高低。(3)中间导体定律在热电偶回路中接入第三种均质导体后，只要保证所接入导体两端温度相同，就不会影响热电偶的热电势。mVmV(4)中间温度定律与连接导体定律（1）已知热电偶在某一给定冷端温度下进行分度，只要引入适当修正，就可以在另外的冷端温度下使用。这就为制订热电偶的热电势温度关系温度表奠定了理论基础。（2）和热电偶具有同样热电性质的补偿导线可以引入热电偶的回路中，相当于把热电偶延长而不影响热电偶的热电势。这就为工业测温中应用补偿导线提供了理论依据。三.标准化热电偶1.铂铑10-铂热电偶(LB-3)2.铂铑30-铂铑6(EU-2)热电偶3.镍铬-镍硅(EU-2)热电偶4.镍铬-考铜热电偶

13、(EA-2)5.铜-康铜热电偶(CK)序号序号计计量量器器具具名名称称准准确确度度等等级级测测量量范范围围R-001-304标准组铂铑标准组铂铑10-铂热电偶铂热电偶标准组标准组标准组标准组3001300R-002-305标准铂铑标准铂铑10-铂热电偶铂热电偶一等一等3001300二等二等3001300工作铂铑工作铂铑10-铂热电偶铂热电偶0级级016000级级01600R-003-306标准铂铑标准铂铑30-铂铑铂铑6热电偶热电偶一等一等12001600二等二等12001600工作用铂铑工作用铂铑30-铂铑铂铑6热电热电偶偶0级级12001600R-004-307工作用镍铬工作用镍铬-镍硅热

14、电偶镍硅热电偶0级级01300R-005-308标准铜标准铜-康铜热电偶康铜热电偶20级级0200工作用铜工作用铜-康铜热电偶康铜热电偶0级级0200热工计量器具（R）耐腐热电偶和耐磨热电偶压着式铠装热电偶耐高温耐腐蚀热电偶以特殊金属陶瓷材料作为外保护套管，采用复合型结构，使用温度1600C，具有良好的耐高温、抗气流冲击、抗氧化性能。主要用于高温加热炉、裂解炉、尾气焚烧炉、焦化炉等装置的测温。吹气型热电偶吹气型热电偶的结构原理：铠装热电偶感温元件和外保护管之间构成一定的气路，在气路中，通入一定压力的惰性气体，以排除或减少热电偶在高温、高压条件下还原气体的渗入WR系列隔爆热电偶热电偶温度计四.热

15、电偶的构造1.热电偶的作用原理2.普通型热电偶的构造3.铠装热电偶的构造热电偶的工作原理2.普通型热电偶的构造(1)热电极(2)绝缘材料(3)保护套管(4)接线盒3.铠装热电偶的构造铠装热电偶是由热电极,绝缘材料和金属套管三者组合而成的坚实结合体。铠装热电偶的套管材料为铜,不锈钢或镍基高温合金等。在热电偶与套管之间填满氧化粉末绝缘材料,套管中的热电极有单丝的,双丝的和四丝的,互不接触。热电偶的种类有铂铑10-铂,铂铑30-铂铑6,镍铬-镍硅和镍铬-考铜等.目前生产的铠装热电偶,其外径为12-25mm,长度可达100m以上。铠装热电偶的结构(1)热电极热电偶的热电极直径由材料的机械强度,电导率,

16、价格及热电偶的用途和测量范围等决定。用贵金属时直径很细,为0.35-0.65mm,用廉价金属时,其直径为1-2mm.热电偶的长度可根据实际需要来决定。普通插入式热电偶的长度可在300mm-2150mm之间。(2)绝缘材料在热电偶的两根电极上套有绝缘材料,其作用是防止两根电极之间和电极与保护套管之间发生短路。常用绝缘材料橡皮,塑料等,最常用的绝缘材料是瓷管和高温瓷管,其结构有单孔,双孔,四孔,孔的大小根据热电极的直径而定(3)保护套管热电偶的热电极(包括绝缘管)装在保护套管中。使热电极避免遭受有害气体的腐蚀,玷污及机械损伤,防止或减小火焰与气流的冲刷和辐射,保护热电极.对保护套管材料的要求是耐腐

17、蚀,不渗透气体,不与氧化性和还原性气体发生化学反应,耐酸碱腐蚀,热惯性小,能承受温度剧变,价格低。常用的保护套管材料有:铜,20号碳钢,镍铬合金。(4)接线盒主要作用是防止灰尘和水,汽的侵入,便于热电偶与补偿导线或导线连接。接线盒用侣合金材料制成,装在保护套管的尾部,接线盒的上部有垫片或垫圈加以密封。五.热电偶冷端温度补偿热电偶的热电势是两个接点温度的函数表,只有当冷端温度不变时,热电势才是热端温度的单值函数。实际应用中,热电偶冷端所处环境温度总有波动,从而使测量得不到正确结果,必须采取补偿措施.冷端温度处理办法有以下几种:1.计算修正法2.仪表机械零点调整法3.恒温法4.补偿法5.多点测量的

18、热电偶冷端温度补偿热电偶补偿导线的外形图1.计算修正法若温度显示仪表分度时规定热电偶冷端温度为零摄氏度,而在使用中冷端温度不为零摄氏度时,根据热电偶的中间温度定律,得知在这种情况下产生的热电势为:EAB(t,0)=EAB(t,t0)+EAB(t0,0)式中:EAB(t,0)-冷端为0,热端为t时的热电势；EAB(t,t0)-冷端为t0,热端为t时的热电势,即实测值；EAB(t0,0)-冷端为t0,时的应加校正值。将t0摄氏度的仪表实测读数与相应的校正值代数相加得EAB(t,0),然后从分度表查得被测温度t值。这种方法只适用于实验室。2.仪表机械零点调整法仪表的机械零点为仪表输入电势为零时,指针

19、停留的刻度点,也就是仪表的起始点。若预知热电偶冷端温度为t0,在此时相当于人为给仪表输入热电势EAB(t0,0),在接通测温回路后,输入仪表的热电势为：EAB(t,t0)+EAB(t0,0)=EAB(t,0)使仪表指针指示热端温度t值。仪表机械零点调整法比较简单,如热电偶冷端温度波动频繁,变化较大,不宜采用此法3.恒温法在精密测温中,一般要求热电偶温度保持为0摄氏度,通常采用冰点槽。用清洁的水制成冰屑与清洁的水相混合盛于冰点槽的保温瓶内,并使其达到平衡而保持恒定的0摄氏度,使用时将热电偶冷端放在插入冰点槽的试管底部恒温法是准确度很高的冷端处理方法,然而使用比较麻烦,需要保持冰,水两相。4.补偿

20、法补偿法是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶冷端温度变化所引起的热电势的变化。由热电势计算修正法可知,当热电偶冷端温度tn偏离规定值t0时,热电势的修正值为EAB(tn,t0),如果在热电偶测量回路中串接一个等于EAB(tn,t0)的直流电压U,则回路的总电势为：EAB(t,tn)+U=EAB(t,tn)+EAB(tn,t0)=EAB(t,t0)5、多点测量的热电偶冷端温度补偿在工业生产中为了有效利用控制盘和节省显示仪表，常通过多点切换开关把几只甚至几十只同一分度号的热电偶接到一块表上.这时可将各热电偶的冷端用补偿导线引至温度变化比较小的地方，然后共用一个桥式补偿器进行冷端温度补偿.补偿方法

21、有以下两种.补偿方法有以下两种:(1)利用一块显示仪表和一个冷端温度补偿器的多点测量线路.(2)用一只辅助热电偶对多只同型号热电偶冷端进行补偿的线路.5、多点测量的热电偶冷端温度补偿6、热电偶的校验和误差分析热电偶的误差来源主要有以下一些:(1)分度误差:由于热电极材料成分不符要求和材料均匀性等原因,使热电偶的热电性质与统一的分度表之间产生分度误差。(2)补偿导线误差:由于补偿导线和热电极材料在1000C以下的热电性质不同将产生误差。(3)参比端温度变化引起的误差:在利用补偿电桥进行参比温度补偿时,由于不能完全补偿而产生误差。(4)由于热电极变质,使热电性质变化而产生误差。6、热电偶的校验和误

22、差分析四、热电阻温度计一.热电阻测温原理二.工业常用热电阻三.热电阻构造四.测量误差分析一.热电阻测温原理物理学指出:各种材料的电阻率都随温度变化。若忽略物体的长度和截面随温度的变化,则在参比温度t0下的电阻值Rt0和电阻率的温度系数(简称电阻温度系数)a已知物体,可以通过测量此物体的电阻来反映其温度。二.工业常用热电阻在我国,标准化的热电阻现有铂的和铜的两种工业热电阻的品种与性能:1.分度号2.R0电阻与比阻W1003.使用特点1.分度号根据IEC规定,铂电阻有Pt10和Pt100两种分度号铜 热 电 阻 按 WZC标 准,代 号 有 Cu50和Cu100两种。2.R0电阻与比阻W100零摄

23、氏度热电阻值因分度号而异.比阻W100=R100/R0表示阻丝材料的存度.比阻W100越大,存度越高,同时灵敏度也越高.存度高,则复现性和稳定性也好。若比阻W100相同,R0不同时,则Rt值也不同.Pt100的Rt值是Pt10值的10倍;Cu100的Rt值是Cu50的Rt值的两倍。3.使用特点铂热电阻用于摄氏度范围内测温，铜热电阻因在高温下易氧化而适用于摄氏度范围内测温。前者稳定性好，准确度高；后者价格便宜，电阻与温度关系的线性度较好。三.热电阻构造与热电偶一样，工业热电阻有普通基型结构和铠装结构两种。它们都由感温元件，引出线，保护套管，接线盒，绝缘材料等组成，热电阻的结构电厂专用热电阻和隔爆

24、型热电阻套管式热电阻套管式热电阻作为温度测量和控制的传感器与显示仪表配套，以直接测量和控制生产过程中气体，液体和蒸汽的温度。不仅用于发电厂管道测温，同时也用于其他工业部门的测温。装配式热电阻工业用铂电阻作为温度测量的传感器，通常用来和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。耐腐型、耐磨型热电阻但在某些特殊场合，如化工厂、冶炼厂、火电厂等，用普通热电偶，热电阻就极易损坏。因此，在这些场合必须采用特殊材料及机构的热电偶热电阻。热敏电阻体温表原理辐射式温度计4-3压力测量和仪表概述概述结构形式结构形式弹性式压力计弹性式压力计一概述1、法定的定义和单位在静止的真实流体或在理想流体中,作用在一个给定点上

25、的压力P单位:Pa(帕斯卡).1牛顿的力作用在1平方米平面上造成的压力等于是1Pa.常用的单位有MPa,KPa。2、压力的不同型式环环境境压压力力或或大大气气压压力力-这这是是用用气气压压计计测测定定的的压压力力它它是是随随大大气气条条件件和和地地点点而而变变化化的的.确确定定为为标标准准状状态态的大气压力参考值等于是的大气压力参考值等于是101325Pa。相相对对压压力力或或有有效效压压力力-这这是是相相对对于于环环境境压压力力测测定定的的压压力力。如如果果环环境境压压力力是是可可变变的的,那那末末在在某某些些时时间间隔中测定的压力的相对值或有效值。间间隔中测定的压力的相对值或有效值。真真空

26、空或或负负压压-这这是是负负的的相相对对压压力力，因因此此它它低低于于环环境压。境压。过压过压-这是正的相对压力。这是正的相对压力。差压差压-这是两个压力的差值。这是两个压力的差值。绝对压力绝对压力-相对于真空测量的压力。相对于真空测量的压力。绝对压力动画演示3、压力测量A压力探头和静压测量压力探头和静压测量（1）静止流体静止流体（2）运动流体运动流体B.总压和动压测量总压和动压测量（1）总压测量总压测量-单毕托管单毕托管（2）动压测量动压测量-双毕托管双毕托管（1）静止流体静静止止流流体体-在在静静止止流流体体情情况况下下,一一个个正正确确的的取取压压口口应应该该保保证证经经受受压压力力的的

27、空空间间与与测测量量仪仪表表之之间间的的传传递递连连续续性性。可可以以借借助助于于任任何何直直径径的的孔孔(然然而而相相对对于于区区域域尺尺寸寸来来说说是是足足够够小小的的)取压。取压。（2）运动流体运运动动流流体体-具具有有各各种种各各样样的的仪仪表表(或或探探头头)用用来来测测量量流流体体内内部部的的静静压压然然而而应应该该谨谨慎慎用用使使用用这这些些探探头头必必须须以以知知被被测测点点流流线线方方向向为为前前提提由由探探头头定定向向不不佳佳造造成成的的测测量量误误差差一一般般和和局局部部速速度度的的平平方方成成正正比比,因因此此用用随随想想流流向向与与探探头头之之间间的的入入射射角角而而

28、变变化化的的比比值值来来表表示示这这种误差是合理的。种误差是合理的。常常用用的的探探测测原原件件有有塞塞尔尔(SER)原原盘盘,双双孔孔叶叶片片,普普朗朗特特(PRANDOT)管管,吉吉勒勒德德(Girerd)-吉吉也也纳纳(Guiennu)探头探头.（1）总压测量-单毕托管假定一个静止的障碍物位于运动的理想流体假定一个静止的障碍物位于运动的理想流体内部内部.有一条流线在障碍物的有一条流线在障碍物的R点滞止点滞止,沿着沿着这条流线我们可以应用伯努力方程。这条流线我们可以应用伯努力方程。在滞止点在滞止点R上速度等于零因此令上速度等于零因此令h=ZM-ZR,可以得到表达式可以得到表达式 PR=PM

29、+pgh+um2/2(1.8)滞止压力滞止压力PR就代表总压。就代表总压。毕托管毕托管是由一个垂毕托管是由一个垂直装在支杆上的圆直装在支杆上的圆筒形测量头组成的筒形测量头组成的管状装置，通过测管状装置，通过测试点的动压和静压试点的动压和静压差值求出该点流速差值求出该点流速或某截面的流量。或某截面的流量。测速管示意图（2）动压测量-双毕拖管测定动压或者测定一个点上的流速这都是一测定动压或者测定一个点上的流速这都是一回事它装有与压差表相连的总压取压口回事它装有与压差表相连的总压取压口R R及及静压取压口静压取压口M.M.当忽略重力项时我们从方程当忽略重力项时我们从方程(1.8)(1.8)可以得到可

30、以得到 U=(2(PR-Pm)/p)0.5U=(2(PR-Pm)/p)0.5。4、计量特性（1 1）特性规范特性规范（2 2）准确度规范）准确度规范 （3 3）环境参数的影响）环境参数的影响（4 4）压力计的分类）压力计的分类 （5 5）有关压力计的标准）有关压力计的标准（1）特性规范量量程程对对仪仪表表来来说说可可适适用用的的被被测测量量终终端端值值之之间间的的代代数数差差值值,而而且且在在该该范范围围内内别别处处确确定定的的传传感器的计量特性是受保证的。感器的计量特性是受保证的。量量程程的的选选择择是是一一项项重重要要的的工工作作.例例如如要要用用一一只只量量程程为为0-50bar,准准确

31、确度度为为1%满满刻刻度度的的传传感感器器测量测量0.1bar的压力的压力,这是十分可笑的。这是十分可笑的。为为了了得得到到仪仪表表的的最最佳佳特特性性,以以工工作作在在满满量量程程为为好好,但但也也不不要要超超过过仪仪表表的的量量程程.后后者者可可能能损损坏坏传感器。传感器。（2）准确度规范迁迁移移误误差差-定定义义为为造造成成传传感感器器指指示示值值发发生生可可觉觉察察变变化化的的被被测测量量的的最最大大变变化化量量。它它是是由由于于摩摩擦擦间间隙隙及及引引伸伸到到所所有有那那些些造造成成传传感感器器输输出出信信号号不不连连续续性性的的现现象象造造成成的的。在在大大多多数数压压力力传传感感

32、器器中中,这这种种误误差差是是觉觉察察不不到到的的或或者者非常小。非常小。（3）环境参数的影响环环境境参参数数是是指指所所有有那那些些对对于于测测量量仪仪器器的的随随便便那那一一元元件件起起作作用用的的量量它它可可能能造造成成错错误误的的指指示示值值。然然而而这这些些参参数数的的物物理理效效应应一一般般被被很很好好地地定定量量说说明明往往往往有有可可能能通通过过简简单单的的计计算算或或特特殊殊的的校校验验加加以以修修正正。当当然然我我们们这这里里说说的的是是影影响响量量的的慢慢变变化化而而不不是是热热冲冲击击(热冲击或机械冲击热冲击或机械冲击),后者可能具有破坏作用。后者可能具有破坏作用。a.

33、温度温度b.其它参数其它参数a.温度温度使得构成压力传感器的材料的尺寸和温度使得构成压力传感器的材料的尺寸和物理性质发生变化。物理性质发生变化。最受影响的特性是最受影响的特性是:电电阻率与应变计系数有关的压阻系数阻率与应变计系数有关的压阻系数,电容式电容式传感器的介电常数压电系数以及可使感受传感器的介电常数压电系数以及可使感受体压力体压力-变形关系发生变化的杨氏模量。变形关系发生变化的杨氏模量。由由此引入了零点误差和灵敏误差以量程的百此引入了零点误差和灵敏误差以量程的百分数来表示。分数来表示。b.其它参数在在可可变变电电容容式式传传感感器器情情况况下下,大大气气湿湿度度影影响响它它的的介介电电

34、常常数数;大大气气压压力力的的影影响响可可容容易易地地通通过过加加减减加加以以修修正正在在运运动动情情况况下下加加速速度度在在感感受受件件上上造造成成一一个个附附力力并并改改变变了了它它的的影影响响。对对于于振振动动来来说说它它导导致致背背景景噪噪声声,而而且且,如如果果传传感感器器的的可可动动部部件件在在它它的的谐谐振振频频率率附附近近被被激激励励,那那么么,这这种种振振动动可可能能是是特特别别有有害害的。的。（4）压力计的分类a.a.压力计按感压元件分类压力计按感压元件分类 b.b.按被测压力的种类分类按被测压力的种类分类 c.c.按压力计的性能分类按压力计的性能分类 d.d.按压力计的用

35、途分类按压力计的用途分类 E.E.按压力计的形状按压力计的形状,精度分类精度分类 a.压力计按感压元件分类(1)液柱式压力计液柱式压力计U形管压力计形管压力计单管压力计单管压力计斜管压力计斜管压力计钟罩压力计钟罩压力计C字形压力计字形压力计盘旋形压力计盘旋形压力计(2)弹性压力计弹性压力计波纹管压力计波纹管压力计螺旋形压力计螺旋形压力计膜片式压力计膜片式压力计波纹管压力计波纹管压力计膜盒式压力计膜盒式压力计b.按被测压力的种类分类(1)表压力计表压力计真空计真空计压力真空计压力真空计压力计压力计(2)绝对压力计绝对压力计(3)差压计差压计c.按压力计的性能分类指示式压力计指示式压力计带警报器压

36、力计带警报器压力计1现场显示型现场显示型-带调节器压力计带调节器压力计记录式压力计记录式压力计电动压力变送器电动压力变送器2远距离显示型远距离显示型气动压力变送器气动压力变送器d.按压力计的用途分类普普通通型型,耐耐热热型型,耐耐振振型型,耐耐热热耐耐振振型型,密密封封型型,安安全全型型,蒸蒸气气型型,禁禁油油型型,法法兰兰连连结结型型,带带隔膜封入液型。隔膜封入液型。E.按压力计的形状,精度分类外部形状外部形状指指示示形形状状,同同心心,偏偏心心型型,单单针针型型,双双针针型型,多多针针型型,刻刻度度形形状状,圆圆形形刻刻度度型型,扇扇形形刻刻度度型型,直直线线刻刻度型。度型。精度精度:0.

37、2级级-0.3级级圆型圆型方型方型一般压力表袖珍数字压力计弹簧管压力计1.金属弹簧管2.指针3-连杆4.扇型齿轮5.弹簧6-底座7.测压接头8.小齿轮9.外壳耐高温压力表弹簧管压力计（5）有关压力计的标准1:(1)JIS标准标准,NEC电气设备标准电气设备标准,NEMA标准。标准。(2)工厂电气设备防爆指南。工厂电气设备防爆指南。(3)一般高压气体的安全保障规则一般高压气体的安全保障规则,液化石油气的液化石油气的安全保障规则安全保障规则,劳动安全卫生法。劳动安全卫生法。2:液柱式压力计液柱式压力计液液柱柱式式压压力力计计是是由由液液柱柱的的高高度度产产生生的的压压力力和和被被测测量量的的压压力

38、力平平衡衡,并并用用液液柱柱高高度度表表示示相相应应压压力力的的一一次次压压力力计计.用用液液体体压压力力计计测测量量压压力力也也是是测测量量差差压压。常常用用的工作液体是水和水银。的工作液体是水和水银。二、结构形式1 1 U U形管压力计形管压力计 2 2 单管压力计单管压力计 3 3 斜管压力计斜管压力计 4 4 绝对压力计绝对压力计 5 5 压力计的组成压力计的组成 6 6 使用注意事项使用注意事项1.U形管压力计U形管压力计一般用水银或水做工作介质形管压力计一般用水银或水做工作介质,测量范围分别为测量范围分别为0-2000mmH2o或或mmHg.用水作工作介质时不能测量绝对压力但是用水

39、作工作介质时不能测量绝对压力但是可以测量表压力和差压压力。用水银做工可以测量表压力和差压压力。用水银做工作介质时能测表压力绝对压力和差压压力。作介质时能测表压力绝对压力和差压压力。U形管压力计多用做工业测量用的标准器。形管压力计多用做工业测量用的标准器。U形管压力计2单管压力计单单管管压压力力计计是是把把U形形管管压压力力计计的的一一侧侧管管径径作作得得很很大大,只只在在细细管管一一侧侧单单边边取取读读数数。如如图图3.3所所示示。因因此此标标尺尺采采用用修修正正过过大大容容器器液液面面高高度度变变化化的的刻刻度度测测量量修修正正能能以以0.1mmH2o或或0.1mmHg的的精精度度测测量量.

40、公式如下公式如下:h=h(1+a/A)式中式中:h-液面的高度差液面的高度差(压力差压力差)h-细管一侧的液面移动高度细管一侧的液面移动高度a-细管的内截面积细管的内截面积A-大容器的截面熟积大容器的截面熟积3斜管压力计斜斜管管压压力力计计是是细细管管倾倾斜斜的的单单管管压压力力计计。细细管管的的倾倾斜斜使使液液面面的的位位移移距距离离加加长长从从而而放放大大指指 示示 液液 柱柱 高高 度度 的的 刻刻 度度,测测 量量 范范 围围 在在 0-50mmH2o(或或0-50mmHg)。能能以以0.01mmH2或或0.01mmHg的的精精度度进进行行测测量量,在工业测量中用作微压测量的标准器。在

41、工业测量中用作微压测量的标准器。4绝对压力计把把U形形管管一一侧侧的的水水银银面面上上部部分分抽抽真真在在U形形管管的的一一侧侧就就能能得得到到绝绝对对压压力力。这这种种一一侧侧封封闭闭真真空空的的压压力力计计叫叫绝绝对对压压力力计计.其其测测量量范范围围是是小于小于760mmHg的。的。5压力计的组成压力计一般由三个部分组成压力计一般由三个部分组成:(1)感感压压部部分分:接接受受要要测测的的压压力力并并把把被被测测压压力力变变换换成成位位移移或或;感感压压部部分分元元件件有有:U形形管管,单单管管,斜斜管管,波波纹管纹管,膜片膜片,膜盒等膜盒等(2)传传送送部部分分:把把来来自自感感压压部

42、部分分的的位位移移或或者者力力的的信信号号通通过过放放大大或或者者变变换换成成统统一一的的电电信信号号或或空空气气压压信信号号传传送送到到指指示示部部分分;传传送送部部分分有有:直直接接传传动动式式传传送送部分部分,电动变送式传送部分等电动变送式传送部分等(3)指指示示部部分分:接接收收来来自自传传送送部部分分的的信信号号并并指指示示,记记录录被被测测压压力力。指指示示部部分分有有:现现场场显显示示型型压压力力计计,远远距离显示型压力显示部分。距离显示型压力显示部分。6使用注意事项测测压压液液体体和和管管子子应应是是干干净净的的,脏脏东东西西的的存存在在同同时时使使密密度度和和表表面面张张力力

43、发发生生变变化化这这两两种种效效应应难难以以定定量量说说明明,它它们们表表现现为为弯弯月月面面形形状状不不规规则则,其其截截面面各各异异。上上升升带带有有跳跳动动,管管子子应应常常用用硫硫代代铬铬酸酸的的混混合合物物清清结结用用酒酒精精洗洗涤涤并并在在存存静静空空气气中中干干燥燥,测测压压液液体体应应该定期更换或再生处理。该定期更换或再生处理。管管子子应应该该是是圆圆形形的的。截截面面的的变变化化造造成成容容积积式式压压力力计的截面修正误差和毛细效应误差。计的截面修正误差和毛细效应误差。确确安安装装测测量量装装置置,保保持持系系统统的的密密封封性性。连连接接管管内内不不应应该该含含有有寄寄生生

44、流流体体玻玻璃璃管管内内在在更更换换或或清清洗洗时时经经常常由由于于碰碰,摔摔而而碎碎或或出出现现裂裂纹纹,所所以以操操作作要要十十分分注注意。意。三、弹性式压力计弹弹性性式式压压力力计计便便于于安安装装,带带有有标标准准化化螺螺纹纹接接点点(NFE-15-012).读读数数方方便便和和价价格格低低廉廉使使之之成成为为非非常常有有用用的的工工业业仪仪表表这这些些压压力力计计对对于于那那些些影影响响材材料料弹弹性性的的量量是是敏敏感感的的。如如温温,脉脉动动,振动振动,腐蚀性流体等原因。腐蚀性流体等原因。1波纹管压力计波纹管压力计2膜片压力计膜片压力计1波纹管压力计波波纹纹管管压压力力外外圆圆沿

45、沿轴轴向向有有深深槽槽形形波波纹纹状状绉绉摺摺,并并沿沿轴轴向向能能够够伸伸缩缩.因因为为耐耐压压强强度度有有限限.所所以以多多用用作作低低压压力的感压原件。压压力的感压原件。波波纹纹管管的的寿寿命命是是使使波波纹纹管管在在一一定定的的循循环环压压力力作作用用下下,循循环环伸伸缩缩,用用直直到到破破坏坏的的循循环环次次数数表表示示波波纹纹管管的寿命。的寿命。双波纹管压差计2膜片压力计膜片压力计有两类膜片压力计有两类:一类是利用膜片弹性制成的弹性膜片压力计一类是利用膜片弹性制成的弹性膜片压力计另另一一类类是是用用膜膜片片把把被被测测流流体体和和压压力力计计的的其其它它部部分分分隔分隔,即所谓非弹

46、性膜片压力计。即所谓非弹性膜片压力计。弹弹性性压压力力计计构构造造不不太太复复杂杂,无无须须特特殊殊管管理理.但但应应经经常常接接受受检检定定计计量量法法对对其其修修理理有有严严格格的的限限制制,不不受受限限制制的的修修理理项项目目,只只有有更更换换表表蒙蒙玻玻璃璃一一项项,其其它它修修理理工工作作,必必须须由由专专门门的的修修理理工工或或是是计计量量管管理理部部门门指定的工厂承担。指定的工厂承担。四、压力变送器一一.变送器变送器的概念的概念 二二.电阻应变片式电阻应变片式三三.力平衡式传感器力平衡式传感器 四四.电容式压力传感器电容式压力传感器五五.压力表的选择和安装压力表的选择和安装一.变

47、送器的概念 变变送送器器(传传感感器器)这这一一词词是是指指将将被被测测的的某某一一物物理理量量按按照照一一定定转转换换规规律律转转换换成成另另一一种种已已知知的的物物理理量量的的一一种种转转换换装装置置。它它是是一一个个用用于于检检测测控控制制变变量量(信信息息)的的器器件件,它具有检测它具有检测,转换转换,传输信息的功能。传输信息的功能。近近来来把把传传感感器器直直接接定定义义为为:能能感感知知,并并检检测测出出被被测测对对象象之之信信息息的的机机器器。也也就就是是说说,传传感感器器能能够够代代替替人人的的五五官官(视视、听听、嗅嗅、味味、触触)来来完完成成某某些些功功能能的的机机器器。同

48、同时时,即即使使人人的的五五官官不不能能感感知知的的现现象象(例例如如红红外外线、电磁波、超声波等线、电磁波、超声波等)也能感知。也能感知。工作原理：工作原理：YSZK-100YSZK-100系列压力变送是系列压力变送是一种固态压力变送器。用一种固态压力变送器。用先进工艺制成的压阻式敏先进工艺制成的压阻式敏器件，在激励电压的作下，器件，在激励电压的作下，将作用在膜片上的被恻力将作用在膜片上的被恻力所性趁形成的应力转换电所性趁形成的应力转换电压信号。压信号。YSZK-100系列压力变送器144LD，144LVD智能型智能型电动浮筒液位变送器是根电动浮筒液位变送器是根据阿基米德浮力原理进行据阿基米

49、德浮力原理进行设计的，利用微小的金属设计的，利用微小的金属膜片应变传感技术，用于膜片应变传感技术，用于测量液体的液位、界位或测量液体的液位、界位或密度。可通过现场组态进密度。可通过现场组态进行常规设定操作，也可通行常规设定操作，也可通过过PC机软件或终端进行远机软件或终端进行远程组态和监控。可用于各程组态和监控。可用于各类危险场合。类危险场合。智能型电动浮筒液位变送器144LD，144LVD智智能型电动浮筒液位变能型电动浮筒液位变送器，送器，引进福克斯波罗的技引进福克斯波罗的技术和原装组件生产的术和原装组件生产的智能型液位、界位或智能型液位、界位或密度测量变送器。具密度测量变送器。具有极的高精

50、度和良好有极的高精度和良好的稳定性。的稳定性。智能型电动浮筒液位变送器智能式变送器扩散硅压力变送器变送器外型尺寸变送器外型尺寸电感式液位变送器压力变送器BUS液位变送器气动差压变送器主要用来连续主要用来连续测量生产过程测量生产过程中液体、蒸汽中液体、蒸汽及气体的压力，及气体的压力，并将压力转换并将压力转换成成20-100KPa的压力讯号。的压力讯号。带法兰差压变送器QBF带法兰差压变带法兰差压变送器系法兰的形式送器系法兰的形式和被测量对象相联和被测量对象相联系的差压变送器，系的差压变送器，可用来连续测量粘可用来连续测量粘兴流体、腐蚀性、兴流体、腐蚀性、沉淀性、结晶性流沉淀性、结晶性流体的液位、