压力测量仪表复习过程.ppt

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1、压力测量仪表压力测量仪表一、压力测量仪表概述一、压力测量仪表概述二、弹性压力测量仪表二、弹性压力测量仪表五、压力（压差）变送器五、压力（压差）变送器三、弹性压力测量仪表的调校三、弹性压力测量仪表的调校四、压力仪表的使用四、压力仪表的使用主主 要要 内内 容容一、压力测量仪表概述一、压力测量仪表概述压力的概念及单位压力的概念及单位压力测量仪表的分类压力测量仪表的分类1.压力的概念及单位压力的概念及单位 垂直作用在单位面积的力称垂直作用在单位面积的力称为压力，物理学中称为压强，其为压力，物理学中称为压强，其数学表达式为：数学表达式为：p-p-压力，压力，压力，压力，PaPa；F-F-垂直作用力，垂

2、直作用力，垂直作用力，垂直作用力，N N；S-S-受力面积，受力面积，受力面积，受力面积，mm2 2。式中式中式中式中 压力的单位也取法定计量单压力的单位也取法定计量单位，名称是位，名称是“帕斯卡帕斯卡”，简称，简称“帕帕”，用符号，用符号“PaPa”表示。实表示。实际应用中，际应用中，“PaPa”的单位太小，的单位太小，工程上习惯以工程上习惯以“帕帕”的的1101106 6倍为单位，即倍为单位，即“M M PaPa。几种压力单位之间的换算：几种压力单位之间的换算：量的名称量的名称量的名称量的名称单位名称单位名称单位名称单位名称 单位符号单位符号单位符号单位符号换算关系及说明换算关系及说明换算

3、关系及说明换算关系及说明压力压力压强压强帕帕帕帕 斯卡斯卡斯卡斯卡 巴巴巴巴千克力每平千克力每平千克力每平千克力每平方米方米方米方米(厘米厘米厘米厘米)毫米汞柱毫米汞柱毫米汞柱毫米汞柱毫米水柱毫米水柱毫米水柱毫米水柱工程大气压工程大气压工程大气压工程大气压标准大气压标准大气压标准大气压标准大气压PaPabarbarKg/mKg/m2 2mmHgmmHgmmHmmH2 2o oatatatmatm1Pa=1N/m1Pa=1N/m2 21bar=101bar=105 5PaPa1kgf/m1kgf/m2 2=9.80665Pa=9.80665Pa1mmHg=133.322Pa1mmHg=133.3

4、22Pa1mmH1mmH2 2o=9.80665Pao=9.80665Pa1at=98066.5Pa1at=98066.5Pa1atm=101325Pa=760mmH1atm=101325Pa=760mmHg gKg/cmKg/cm2 21kgf/cm1kgf/cm2 2=98.0665KPa=98.0665KPa 压力、大气压力绝对压力、表压力、负压压力、大气压力绝对压力、表压力、负压压力、大气压力绝对压力、表压力、负压压力、大气压力绝对压力、表压力、负压力（疏空压力）的定义力（疏空压力）的定义力（疏空压力）的定义力（疏空压力）的定义压力压力压力压力：是指垂直均匀地作用于单位面积上的力。：是

5、指垂直均匀地作用于单位面积上的力。：是指垂直均匀地作用于单位面积上的力。：是指垂直均匀地作用于单位面积上的力。大气压力大气压力大气压力大气压力：是指地球表面大气自重所产生的压力。：是指地球表面大气自重所产生的压力。：是指地球表面大气自重所产生的压力。：是指地球表面大气自重所产生的压力。绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力：是指以完全真空作为零标准表示的压力。：是指以完全真空作为零标准表示的压力。：是指以完全真空作为零标准表示的压力。：是指以完全真空作为零标准表示的压力。表压力表压力表压力表压力：是指以大气压力作为零标准表示的压力。：是指以大气压力作为零标准表示的压力。：是指以大气压力作为零标准表示

6、的压力。：是指以大气压力作为零标准表示的压力。负压力负压力负压力负压力：是指绝对压力低于大气压力时的表压力。：是指绝对压力低于大气压力时的表压力。：是指绝对压力低于大气压力时的表压力。：是指绝对压力低于大气压力时的表压力。几种压力之间的关系几种压力之间的关系。绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力真空度真空度真空度真空度表压力表压力表压力表压力负压力负压力负压力负压力大大大大气气气气压压压压力力力力完完完完全全全全真真真真空空空空环环环环境境境境压压压压力力力力表示任意压力值表示任意压力值表示任意压力值表示任意压力值。表示标准压力表示标准压力表示标准压力表示标准压力0 Pa0 Pa0 Pa0 Pa二

7、、弹性压力计二、弹性压力计弹簧管压力表弹簧管压力表1、弹簧管压力表结构及工作原理、弹簧管压力表结构及工作原理 弹簧管在压力的作用下，其自由弹簧管在压力的作用下，其自由端产生位移，并通过拉杆带动放大传端产生位移，并通过拉杆带动放大传动机构，使指针偏转并在刻度盘上指动机构，使指针偏转并在刻度盘上指示出被测压力值。示出被测压力值。弹簧管压力表的结构弹簧管压力表的结构单圈弹簧管测压时的作用原理单圈弹簧管测压时的作用原理 但由于管子受压变形，自由端但由于管子受压变形，自由端发生位移，即中心角由发生位移，即中心角由变成变成，弹簧管圆弧半径也由，弹簧管圆弧半径也由R R和和r r变成变成RR和和rr。因为管

8、子受压变形后，圆因为管子受压变形后，圆弧长度不变，即弧长度不变，即 R =RR =R r =r r =r单单圈圈弹弹簧簧管管测测压压时时的的作作用用原原理理两个等式相减两个等式相减,得得 (R(R r)=r)=(R-r)(R-r)又因又因 R R r=b,R-r=b r=b,R-r=b 则则 b=bb=b 单单圈圈弹弹簧簧管管测测压压时时的的作作用用原原理理 由于管子受压变形时，由于管子受压变形时，bb b b，因此，因此。由此说。由此说明，受压力作用时，弹簧管的曲率明，受压力作用时，弹簧管的曲率半径增大，管子趋向伸直，自由端半径增大，管子趋向伸直，自由端外移。外移。单单圈圈弹弹簧簧管管测测压

9、压时时的的作作用用原原理理 自由端的位移量与作用压力自由端的位移量与作用压力（或负压）、初始中心角（或负压）、初始中心角、材、材料的性质、管子的壁厚、截面的料的性质、管子的壁厚、截面的形状及弹簧管的曲率半径等因素形状及弹簧管的曲率半径等因素有关，目前尚无定量的理论公式。有关，目前尚无定量的理论公式。单单圈圈弹弹簧簧管管测测压压时时的的作作用用原原理理三、弹性式压力表的调校三、弹性式压力表的调校n、压力表的校验设备及使用方法、压力表的校验设备及使用方法n、弹簧管式压力表的校验、弹簧管式压力表的校验n、弹簧管式压力表常见故障的处理、弹簧管式压力表常见故障的处理四、压力表的使用四、压力表的使用n 压

10、力测量的准确与可靠性跟压力表压力测量的准确与可靠性跟压力表的选择和使用方法有着密切的关系。如的选择和使用方法有着密切的关系。如果选用不当，不仅不能正确反映压力的果选用不当，不仅不能正确反映压力的大小，还可能引起生产事故。选用压力大小，还可能引起生产事故。选用压力表的原则是：根据生产工艺，过程中被表的原则是：根据生产工艺，过程中被测介质的性质、现场环境、经济适用等测介质的性质、现场环境、经济适用等条件，合理地考虑压力表的类型、量程、条件，合理地考虑压力表的类型、量程、精确度等级和指示形式。精确度等级和指示形式。n 、压力表量程的选择、压力表量程的选择 弹簧管式一般压力表，通常是利用弹簧管式一般压

11、力表，通常是利用在现场长期测量工艺过程介质的压力。在现场长期测量工艺过程介质的压力。因此，选择压力表时既要满足测量的准因此，选择压力表时既要满足测量的准确度要求，又要安全可靠、经济耐用。确度要求，又要安全可靠、经济耐用。当被测压力接近压力表的测量上限时，当被测压力接近压力表的测量上限时，虽然测量误差小，但仪表长期工作处于虽然测量误差小，但仪表长期工作处于测量上限压力下工作，将会缩短仪表使测量上限压力下工作，将会缩短仪表使用寿命。用寿命。当被测压力在压力表测量上限值的当被测压力在压力表测量上限值的1/3 1/3 以下时，虽然压力表的使用寿命长，以下时，虽然压力表的使用寿命长，但测量误差较大。为了

12、兼顾压力表的使但测量误差较大。为了兼顾压力表的使用寿命和具有足够的测量准确性，通常用寿命和具有足够的测量准确性，通常在测量较稳定的压力时，被测压力值应在测量较稳定的压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的处于压力表测量上限值的2/32/3处。测量脉处。测量脉动压力时，被测压力值应处于压力表测动压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的量上限值的1/21/2处。一般情况下被测压力处。一般情况下被测压力值不应小于压力表测量上限值的值不应小于压力表测量上限值的1/31/3。习题讲解习题讲解 、压力表精确度的选择、压力表精确度的选择n 压力表的精确度等级主要根据生产压力表的精确度等级主要根据生产上允

13、许的最大误差来确定。只要测量精上允许的最大误差来确定。只要测量精确度能够满足生产工艺的要求，就不必确度能够满足生产工艺的要求，就不必选用高精确度的压力表。选用高精确度的压力表。n 选择精确度等级的计算方法如下选择精确度等级的计算方法如下：n1 1、根据测量最小压力时相对误差的要求，采、根据测量最小压力时相对误差的要求，采用下列公式计算精确度：用下列公式计算精确度：例如：以例如：以6MPa6MPa压力表测量压力最小值不低于压力表测量压力最小值不低于2MPa2MPa，又要保证相对误差不超过，又要保证相对误差不超过4 4，则选用压力，则选用压力表的精确度为：表的精确度为：n即选用即选用1 1级压力表

14、。级压力表。习题讲解习题讲解n2 2、根据允许基本误差选择精确度的计算公式、根据允许基本误差选择精确度的计算公式为：为：n n例如：一块例如：一块1OMPa1OMPa压力表，最高使用至压力表，最高使用至6.6MPa6.6MPa，要求允许基本误差的绝对值不超过，要求允许基本误差的绝对值不超过0.15MPa0.15MPa，则选用压力表的精确度为：，则选用压力表的精确度为：n即应选用即应选用1.51.5级的压力表。级的压力表。、标准压力表的量程和精确度的选择、标准压力表的量程和精确度的选择标准压力表量程选择：标准压力表量程选择：在静载负荷条件下，仪表正常允许使用的压在静载负荷条件下，仪表正常允许使用

15、的压在静载负荷条件下，仪表正常允许使用的压在静载负荷条件下，仪表正常允许使用的压力范围不应超过测量上限值的力范围不应超过测量上限值的力范围不应超过测量上限值的力范围不应超过测量上限值的3/43/43/43/4。标准压力表允。标准压力表允。标准压力表允。标准压力表允许使用的压力范围不应超过测量上限值的许使用的压力范围不应超过测量上限值的许使用的压力范围不应超过测量上限值的许使用的压力范围不应超过测量上限值的2/32/32/32/3，也，也，也，也就是标准压力表的测量上限应比被检表的测量上就是标准压力表的测量上限应比被检表的测量上就是标准压力表的测量上限应比被检表的测量上就是标准压力表的测量上限应

16、比被检表的测量上限值高限值高限值高限值高1/31/31/31/3。所以：所以：标准压力表的测量上限值标准压力表的测量上限值=被检表的测量上限值被检表的测量上限值+1/3+1/3被检被检表的测量上限值表的测量上限值 =被检表的测量上限值被检表的测量上限值（1+1/31+1/3）标准压力表精度的选择：标准压力表精度的选择：标准表允许误差的绝对值不应超过被检标准表允许误差的绝对值不应超过被检压力表允许误差绝对值的压力表允许误差绝对值的1/31/3。根据这一原则，。根据这一原则，可用下面的等式求得标准压力表的精确度为可用下面的等式求得标准压力表的精确度为或：或：习题讲解习题讲解n、压力表的使用、压力表

17、的使用n1、压力表位置误差的修正、压力表位置误差的修正正迁移正迁移gh负迁移负迁移gh2、压力表使用注意事项：、压力表使用注意事项：安装前应仔细检查核对型号、量程、精确度等级是否符安装前应仔细检查核对型号、量程、精确度等级是否符合要求合要求，是否有检定合格证。，是否有检定合格证。(2)检查传压导管、阀门、接头及焊接处的严密性，如有泄检查传压导管、阀门、接头及焊接处的严密性，如有泄漏应及时消除。漏应及时消除。(3)启动压力表时，应先开一次门。当传压导管内的被测介启动压力表时，应先开一次门。当传压导管内的被测介质的温度接近室温时，方可开启二次门。质的温度接近室温时，方可开启二次门。(4)开启阀门时

18、，应缓慢进行，以免造成仪表受冲击而损坏；开启阀门时，应缓慢进行，以免造成仪表受冲击而损坏；全开后要倒回半圈。全开后要倒回半圈。(5)压力表应垂直安装。压力表应垂直安装。(6)测量蒸汽压力时，压力表下端应装有环形管，使用测量蒸汽压力时，压力表下端应装有环形管，使用水传递压力，避免高温蒸汽冲人表内而损坏压力表。水传递压力，避免高温蒸汽冲人表内而损坏压力表。3 3、弹簧管式精密压力表及真空表的使用须知、弹簧管式精密压力表及真空表的使用须知 精密表只允许在无损坏和具有尚未过期精密表只允许在无损坏和具有尚未过期 的检定证书时才能使用的检定证书时才能使用;300 300分格的精密表必须根据检定证书中的分格

19、的精密表必须根据检定证书中的数值使用数值使用,证书中没有给出的压力证书中没有给出的压力(疏空疏空)值值,须编制线性内插表须编制线性内插表;在未加压或疏空时在未加压或疏空时,精密表处于正常工作精密表处于正常工作位置的情况下位置的情况下,轻敲表壳后轻敲表壳后,指针对零点的指针对零点的偏差或由于轻敲表壳偏差或由于轻敲表壳,引起指针示值变动量引起指针示值变动量超过规定时超过规定时,一般不允许使用一般不允许使用;精精密密表表允允许许在在(2010)(2010)下下使使用用,其其指指示值误差满足下式要求：示值误差满足下式要求：式中式中 仪表允许基本误差；仪表允许基本误差；t t2 2仪表使用时的环境温度；

20、仪表使用时的环境温度；n t t1 1当当高高于于2222或或2323时时，为为 2222或或 2323，低低 于于 1818或或 1717时时，为为1818或或1717。的表示方法与基本误差相同。的表示方法与基本误差相同。习题讲解习题讲解 用精密表检定一般弹簧管式压力表时，用精密表检定一般弹簧管式压力表时，精密表允许误差的绝对值应不超过被检精密表允许误差的绝对值应不超过被检仪表允许误差绝对值的仪表允许误差绝对值的1/31/3，方可使用。，方可使用。习题讲解习题讲解、压力表示值非线性误差的调整、压力表示值非线性误差的调整n 弹弹簧簧管管式式压压力力表表的的示示值值误误差差随随压压力力的的增增加

21、加不不成成比比例例的的变变化化,这这种种误误差差叫叫非非线线性性误误差差.改改变变拉拉杆杆和和扇扇形形齿齿轮轮的的夹夹角角,可可以以调调整整非非线线性性误误差差。调调小小拉拉杆杆和和扇扇形形齿齿轮轮之之间间的的夹夹角角,指指针针在在前前半半部部分分走走得得快快，指指针针在在后后半半部部分分走走得得慢慢。调调大大拉拉杆杆和和扇扇形形齿齿轮轮之之间间的的夹夹角角,指指针针在在前前半半部部分分走走得得慢慢，指指针针在在后后半半部部分分走走得得快快。拉拉杆杆和和扇扇形形齿齿轮轮的的夹夹角角的调整可通过转动机芯来达到。的调整可通过转动机芯来达到。n 非非线线性性误误差差的的具具体体调调整整，要要视视误误

22、差差的的情情况况而而确确定定。通通常常情情况况下下应应先先将将仪仪表表的的非非线线性性误误差差调调成成线线性性误误差差，然然后后再再调调整整线线性性误误差差。为为此此，一一般般情情况况下下拉拉杆杆和和扇扇形形齿齿轮轮的的夹夹角角与与调调整整螺螺钉钉的的位位置置配配合合进行。进行。如何调整弹簧管式压力表的线性误差如何调整弹簧管式压力表的线性误差n当弹簧管式压力表的示值误差随压力成比当弹簧管式压力表的示值误差随压力成比例地增加时，这种误差叫做线性误差。产生线例地增加时，这种误差叫做线性误差。产生线性误差的原因主要是传动比例发生了变化，只性误差的原因主要是传动比例发生了变化，只要移动调整螺钉的位置，

23、改变传动比，就可将要移动调整螺钉的位置，改变传动比，就可将误差调整到允许的范围内。当被检表的误差为误差调整到允许的范围内。当被检表的误差为正值，并随压力的增加而增大时，将调整螺钉正值，并随压力的增加而增大时，将调整螺钉向右移，降低传动比。当被检表的误差为负值，向右移，降低传动比。当被检表的误差为负值，并随压力的增加而增大时，将调整螺钉向左移，并随压力的增加而增大时，将调整螺钉向左移，增大传动比。增大传动比。弹簧管压力表的调校与检修弹簧管压力表的调校与检修.doc.doc 检定一只测量范围为检定一只测量范围为010MPa，准确，准确度为度为1.5级的弹簧管式压力表，所用的精密级的弹簧管式压力表，

24、所用的精密压力表的量程和准确度等级为多少？压力表的量程和准确度等级为多少？习题讲解：习题讲解：答：检定一般压力表时，作为标准器的精密答：检定一般压力表时，作为标准器的精密压力表的允许误差的绝对值应不大于被检仪压力表的允许误差的绝对值应不大于被检仪表的允许误差绝对值的表的允许误差绝对值的1/31/3，其测量上限值，其测量上限值一般应比被检仪表的测量上限值大一般应比被检仪表的测量上限值大1/31/3为好。为好。为此：为此：精密表的测量上限应为精密表的测量上限应为 根根据据弹弹簧簧管管式式精精密密压压力力表表的的产产品品系系列，可选用列，可选用016 MPa016 MPa的精密压力表。的精密压力表。

25、被校表的允许基本误差的绝对值为：被校表的允许基本误差的绝对值为：10 =0.15 MPa10 =0.15 MPa则则精精密密表表的的允允许许基基本本误误差差的的绝绝对对值值应应不不大于大于0.05 MPa0.05 MPa。设精密表的准确度级别为设精密表的准确度级别为，则，则应为应为 答：可选答：可选0.20.2级精密压力表（无级精密压力表（无0.250.25、0.30.3级）。级）。根据弹簧管式精密压力表的产品系列，根据弹簧管式精密压力表的产品系列，可选用可选用0 010 MPa10 MPa的精密压力表。的精密压力表。被校表的允许基本误差的绝对值为：被校表的允许基本误差的绝对值为：则精密表的允

26、许基本误差的绝对值应不大于则精密表的允许基本误差的绝对值应不大于0.05 MPa0.05 MPa。习题讲解：习题讲解：有有一一只只025 MPa a的的0.40.4级级的的精精密密压压力力表表，分分别别在在环环境境温温度度为为1414和和2929下下使使用用，试试分分别别计计算算出出该该表表的的温温度度修修正正值。若不进行温度修正，该表的示值相对误差为多少？值。若不进行温度修正，该表的示值相对误差为多少？解：解：当环境温度为当环境温度为1414时，压力修正值应为时，压力修正值应为 其示值相对误差为其示值相对误差为 当环境温度为当环境温度为2929时，压力修正值为时，压力修正值为 其示值相对误差

27、应为其示值相对误差应为 答：相对误差为答：相对误差为0.52%0.52%、0.64%0.64%。已知某测点压力为已知某测点压力为10MPa10MPa，要求其测，要求其测量误差不超过量误差不超过0.1 MPa0.1 MPa，试确定该测点，试确定该测点用的压力表量程及精度等级？用的压力表量程及精度等级？习题讲解：习题讲解：解：解：为了测量的准确性，要求被测压力为了测量的准确性，要求被测压力大于压力表量程的大于压力表量程的1/31/3，小于压力表量程，小于压力表量程的的2/32/3。设压力表量程为设压力表量程为P P，10MPa10MPa1/3P1/3P 则有则有 P310=30 MPaP3/210

28、=15 MPaP3/210=15 MPa；根据压力表量程系列，可选用量程为根据压力表量程系列，可选用量程为0 016 MPa16 MPa或或0 025 MPa25 MPa的压力表。的压力表。仪表的准确度等级应选用使其引用误仪表的准确度等级应选用使其引用误差不超过允许误差差不超过允许误差对于量程为对于量程为016 MPa的压力表，其引的压力表，其引用误差为用误差为 故应取精确度为故应取精确度为0.5级的压力表，级的压力表，对对于于量量程程为为0 02525 MPa a的的压压力力表表，其其引引用用误差为：误差为：故应取精确度为故应取精确度为0.20.2级的压力表。级的压力表。答：略。答：略。五、

29、压力差压变送器五、压力差压变送器n概述概述 在生产过程中，压力变送器主要用在生产过程中，压力变送器主要用于测量水、蒸汽的压力以及炉膛、凝汽于测量水、蒸汽的压力以及炉膛、凝汽器等的负压；差压变送器与节流装置配器等的负压；差压变送器与节流装置配合，用于测量液体、气体或蒸汽的流量合，用于测量液体、气体或蒸汽的流量等。等。n 压力变送器和差压变送器测量的参压力变送器和差压变送器测量的参数不同，但它们的结构和原理基本相同，数不同，但它们的结构和原理基本相同，只是测量敏感元件和受力方式不同。压只是测量敏感元件和受力方式不同。压力变送器的敏感元件是弹簧管和波纹管，力变送器的敏感元件是弹簧管和波纹管，而且是单

30、侧受压。差压变送器的敏感元而且是单侧受压。差压变送器的敏感元件是膜盒或膜片等，且为双侧受压件是膜盒或膜片等，且为双侧受压(在壳在壳体上标有体上标有“十十”、“一一”符号符号)。n 在在DDZDDZ型变送器系列中，型变送器系列中，DBYDBY是压力变是压力变送器，送器，DBCDBC是差压变送器，是差压变送器，DBLDBL是流量变是流量变送器。送器。n 变送器将被测参数值转换成统一的变送器将被测参数值转换成统一的电信号，送给指示、记录仪表或送给调电信号，送给指示、记录仪表或送给调节器、计算机，以实现对被测参数的显节器、计算机，以实现对被测参数的显示、记示、记 录或自动控制。因变送器首先录或自动控制

31、。因变送器首先接触各种被测介质，所以又把变送器称接触各种被测介质，所以又把变送器称为为“一次仪表一次仪表”，而把各种显示仪表称，而把各种显示仪表称为为“二次仪表二次仪表”。、力平衡式压力、差压变送器、力平衡式压力、差压变送器n 同一机构型式同一机构型式(矢量机构或双杠杆机矢量机构或双杠杆机构构)不同品种的力平衡式变送器，其结构不同品种的力平衡式变送器，其结构和工作原理基本相同，只是感测部分不和工作原理基本相同，只是感测部分不同。如压力变送器的检测元件是弹簧管同。如压力变送器的检测元件是弹簧管或波纹管，差压变送器的检测元件是膜或波纹管，差压变送器的检测元件是膜片或膜盒，靶式流量变送器的检测元件片

32、或膜盒，靶式流量变送器的检测元件是一个处于工艺管道中的圆形靶板。在是一个处于工艺管道中的圆形靶板。在此以此以DBCDBC型差压变送器为例详细介绍矢量型差压变送器为例详细介绍矢量机构变送器。机构变送器。n1 1、矢量机构变送器的基本结构和工作原理、矢量机构变送器的基本结构和工作原理n DBCDBC型矢量机构差压变送器的基本结构和型矢量机构差压变送器的基本结构和工作原理如图下所示，它由测量部分、杠杆系工作原理如图下所示，它由测量部分、杠杆系统，低频位移检测放大器和电磁反馈装置等四统，低频位移检测放大器和电磁反馈装置等四部分组成。部分组成。工作过程工作过程n 变送器输入的被测差压信号变送器输入的被测

33、差压信号ppf f作用在测作用在测量敏感元件膜盒量敏感元件膜盒1 1的两侧，由敏感元件将差压的两侧，由敏感元件将差压信号转换成集中测量力信号转换成集中测量力F Fi i杠杆系统把测量力杠杆系统把测量力与反馈力与反馈力F Ff f进行比较后，转换成检测铝片的位进行比较后，转换成检测铝片的位移。位移检测放大器将检测铝片的位移转换成移。位移检测放大器将检测铝片的位移转换成4mA20mA4mA20mA的直流电流输出。该电流通过电磁反的直流电流输出。该电流通过电磁反馈机构形成电磁反馈力，并作用在副杠杆上，馈机构形成电磁反馈力，并作用在副杠杆上，形成反馈力距。当反馈力矩与测量力形成反馈力距。当反馈力矩与测

34、量力F Fi i的作用的作用力矩相等时，杠杆系统处于平衡状态，此时变力矩相等时，杠杆系统处于平衡状态，此时变送器的输出电流即与被测压力成正比。送器的输出电流即与被测压力成正比。2 2、变送器的感测部分、变送器的感测部分 感测部分感测部分(即测量部分即测量部分)的作用是感受被测的作用是感受被测介质的压力、差压，流量或液位等信号，并将介质的压力、差压，流量或液位等信号，并将其转换成作用于杠杆上的集中测量力力平衡其转换成作用于杠杆上的集中测量力力平衡变送器之所以能够测量不同的参数，关键就在变送器之所以能够测量不同的参数，关键就在于有各种相应的检测部分。于有各种相应的检测部分。n测量低差压和高差压时，

35、一般都采用金属膜盒测量低差压和高差压时，一般都采用金属膜盒作敏感元件。作敏感元件。n压力测量敏感元件一般采用金属波纹管或弹簧压力测量敏感元件一般采用金属波纹管或弹簧管。波纹管常用于测量中、低和负压力，弹簧管。波纹管常用于测量中、低和负压力，弹簧管则多用于测量较高的压力。管则多用于测量较高的压力。差压变送器感测部分差压变送器感测部分1 1一高压容室；一高压容室；2 2一膜盒体；一膜盒体；3 3一密封垫圈；一密封垫圈；4 4一一低压容室；低压容室；5 5一一C C形簧片；形簧片；6 6一引出杠杆；一引出杠杆；7 7一膜盒一膜盒硬芯；硬芯；8 8一硅油；一硅油；9 9一金属膜片；一金属膜片；1010

36、一轴封膜片一轴封膜片n 3 3、杠杆系统、杠杆系统 n 杠杆系统是力平衡变送器中的机械传动部杠杆系统是力平衡变送器中的机械传动部分，它将测量力分，它将测量力FiFi反馈力反馈力FfFf进行比较，并将其进行比较，并将其偏差转换成检测片的位移，起力平衡转换作用。偏差转换成检测片的位移，起力平衡转换作用。杠杆系统的结构对整机的静，动态特性的影响杠杆系统的结构对整机的静，动态特性的影响很大，矢量机构变送器的杠杆系统包括主杠杆、很大，矢量机构变送器的杠杆系统包括主杠杆、副杠杆、矢量机构、十字簧片、量程和零点调副杠杆、矢量机构、十字簧片、量程和零点调整机构、静压调整机构，过载保护机构等整机构、静压调整机构

37、，过载保护机构等(见见图图)。Fil1=F1l2F4l4=F2l3F4=Ffn 压力介质输入弹性元件后，元件自由端便压力介质输入弹性元件后，元件自由端便产生一个集中力产生一个集中力F Fi i，作用在主杠杆的下端。主，作用在主杠杆的下端。主杠杆以轴封膜片为支点转动，在主杠杆上端产杠杆以轴封膜片为支点转动，在主杠杆上端产生力生力F F1 1，作用与矢量机构，使矢量机构左端受，作用与矢量机构，使矢量机构左端受到一个向上的分力到一个向上的分力F F2 2，此力带动副杠杆，使其，此力带动副杠杆，使其产生力产生力F F4 4，F F4 4的方向是使固定在副杠杆上的动的方向是使固定在副杠杆上的动圈远离磁钢

38、。与此同时，支杠杆带动检测片靠圈远离磁钢。与此同时，支杠杆带动检测片靠近检测变压器，使放大器输出电流增大。此电近检测变压器，使放大器输出电流增大。此电流流经动圈时与磁钢产生相互作用力流流经动圈时与磁钢产生相互作用力F Ff f，其方，其方向与向与F F4 4相反。当相反。当F F4 4与与F Ff f近似相等时，力传递系近似相等时，力传递系统达到平衡状态。统达到平衡状态。n设膜盒的有效面积为设膜盒的有效面积为A A，则作用在膜盒上，则作用在膜盒上的集中力的集中力 F Fi i=Ap=Api i，n主杠杆以主杠杆以O O1 1为支点，在为支点，在F Fi i作用下产生推力作用下产生推力F F1,

39、1,n当矢量板在量程调零螺钉固定时（矢量当矢量板在量程调零螺钉固定时（矢量角角一定值），一定值），n在电磁反馈装置中，位于均匀磁场中的在电磁反馈装置中，位于均匀磁场中的通电线圈所受的电磁力即反馈力通电线圈所受的电磁力即反馈力F Ff f，它与，它与输出电流输出电流I I。的关系为。的关系为 结论：结论：变送器的输出电流变送器的输出电流I I0 0与被测差压与被测差压p pi i成正比。成正比。改变矢量角改变矢量角和反馈动圈匝数和反馈动圈匝数W W，就可以改变仪，就可以改变仪表的量程。表的量程。4 4、电磁反馈装置、电磁反馈装置n 电磁反馈装置的作用是把变送器的电磁反馈装置的作用是把变送器的输出

40、电流连续性地转换成电磁力，作用输出电流连续性地转换成电磁力，作用于副杠杆上形成反馈力矩，完成整机的于副杠杆上形成反馈力矩，完成整机的力负反馈作用力负反馈作用5 5、低频位移检测放大器、低频位移检测放大器n 矢量机构变送器中的放大环节是低频位移矢量机构变送器中的放大环节是低频位移检测放大器，其作用是将差动变压器衔铁检测放大器，其作用是将差动变压器衔铁(检检测片测片)的微小位移转换成的微小位移转换成o10mAo10mA，DCDC统一信号统一信号输出。所以，它实质上是一个高灵敏度的位移输出。所以，它实质上是一个高灵敏度的位移电流转换器。低频位移检测放大器的原理线电流转换器。低频位移检测放大器的原理线

41、路如图路如图1-131-13所示。它由差动变压器、低频振荡所示。它由差动变压器、低频振荡器、整流功率放大器等部分组成。器、整流功率放大器等部分组成。n联立以上各式可得：联立以上各式可得：6、其它附属机构、其它附属机构n、量程调整机构、量程调整机构n 通过改变通过改变和和W W，在一定范围内，可改变，在一定范围内，可改变它的量程。矢量板与推板的夹角即矢量角它的量程。矢量板与推板的夹角即矢量角是是用量程丝杆用量程丝杆7 7来连续调整的。反馈动圈匝数来连续调整的。反馈动圈匝数W W是是通过改变接线端子的连接片位置通过改变接线端子的连接片位置(有的产品是有的产品是拔动换档开关拔动换档开关)，从而改变反

42、馈动圈抽头来分，从而改变反馈动圈抽头来分档调整的动圈绕组共有档调整的动圈绕组共有36003600匝，中间抽头引匝，中间抽头引出为出为12001200匝，因此改变动圈抽头时，量程调整匝，因此改变动圈抽头时，量程调整比为如果把改变比为如果把改变和改变和改变W W两者结合。两者结合。、零点迁移机构零点迁移机构n 变送器出厂时，测量范围的下限值变送器出厂时，测量范围的下限值一般调整为零。而在实际应用中，被一般调整为零。而在实际应用中，被测参数的测下限往往是从某一数值开测参数的测下限往往是从某一数值开始。为了扩大仪表的使用范围，提高始。为了扩大仪表的使用范围，提高测量准确度和灵敏度，减小读数误差，测量准

43、确度和灵敏度，减小读数误差，要求变送器能实现零点迁移。要求变送器能实现零点迁移。n 所谓所谓“零点迁移零点迁移”，就是把变送器零点，就是把变送器零点所对应的被测参数值由零迁移到某一个所对应的被测参数值由零迁移到某一个数值，如迁移到正值，就叫正迁移；反数值，如迁移到正值，就叫正迁移；反之，就叫负迁移。零点迁移之后，量程之，就叫负迁移。零点迁移之后，量程并不改变，即静态特性的斜率不变，只并不改变，即静态特性的斜率不变，只是测量范围平移了。是测量范围平移了。n 需要指出：迁移后被测参数测量需要指出：迁移后被测参数测量范围上、下限的绝对值均不得超过所范围上、下限的绝对值均不得超过所用仪表的最大测量范围

44、的上限；迁移用仪表的最大测量范围的上限；迁移后的量程既不得超过仪表的最大量程，后的量程既不得超过仪表的最大量程，也不得小于仪表的最小量程。也不得小于仪表的最小量程。n零点迁移的原理是，在主杠杆上方加装零点迁移的原理是，在主杠杆上方加装一个迁移弹簧，它可产生一个迁移力矩一个迁移弹簧，它可产生一个迁移力矩F0l0，该力矩与测量范围下限差压对主杠，该力矩与测量范围下限差压对主杠杆所产生的测量力矩杆所产生的测量力矩Fi0相平衡，此时变相平衡，此时变送器的输出电流为零，如图送器的输出电流为零，如图1-7所示。只所示。只有当测量力矩平衡了迁移力矩后，仪表有当测量力矩平衡了迁移力矩后，仪表才开始有输出。变送

45、器的输出与测量力才开始有输出。变送器的输出与测量力矩和迁移力矩的代数和成正比。矩和迁移力矩的代数和成正比。迁移弹簧是通过一个螺杆迁移弹簧是通过一个螺杆调整的，被拉伸或被压缩。调整的，被拉伸或被压缩。改变迁移弹簧作用力的大小改变迁移弹簧作用力的大小和即可实现变送器的正向或和即可实现变送器的正向或负向零点迁移。负向零点迁移。、零点调整机构、零点调整机构 n 为了减小静压差，为了减小静压差，使其不超过允许值，使其不超过允许值，在主杠杆上端设有静在主杠杆上端设有静压调整机构压调整机构(见图见图)。主杠杆结构示意主杠杆结构示意1 1一主杠杆下段；一主杠杆下段；2 2一轴封膜片，一轴封膜片，3 3一一主杆

46、杠上段；主杆杠上段；4 4一拉条，一拉条，5 5一静压调整螺钉；一静压调整螺钉；6 6一锁紧一锁紧螺母；螺母；7 7一过载保护簧片一过载保护簧片n静静压压误误差差是是差差压压变变送送器器存存在在的的一一个个特特殊殊问问题题。所所谓谓“静静压压误误差差”，就就是是指指被被测测介介质质静静压压作作用用所所造造成成的的一一项项附附加加误误差差。它它的的大大小小与与静静压压的的数数值值成成正正比比。产产生生静静压压误误差差的的原原因因较较多多，其其主主要要有有以以下下3 3个个方方面：面：n n测测量量膜膜盒盒两两侧侧有有效效面面积积不不相相等等，若若两两边边有有静静压压存存在在时时，就就会会产产生生

47、一一个个附加的作用力。附加的作用力。n出出轴轴与与出出轴轴密密封封膜膜片片的的几几何何中中心心不不相相重重合合，因因而而静静压压对对密密封封膜膜片片所所形形成成的的合合力力不不是是作作用用在在出出轴轴的的几几何何中中心心线线上上，这就对出轴产生一个附加的转动力矩。这就对出轴产生一个附加的转动力矩。n当当两两根根平平衡衡吊吊带带与与出出轴轴轴轴心心不不处处于于同同一一垂垂直直平平面面时时，也也会会对对主主杠杠杆杆产产生生一一个附加的转动力矩。个附加的转动力矩。n综上所述，产生的主要原因是力平衡变综上所述，产生的主要原因是力平衡变送器各机械零件安装位置不当，受力不送器各机械零件安装位置不当，受力不

48、均，在静压作用下对杠杆系统产生附加均，在静压作用下对杠杆系统产生附加作用力。它与被测信号无关。静压误差作用力。它与被测信号无关。静压误差较大时，需找出机械安装原因予以消除。较大时，需找出机械安装原因予以消除。一般可用静压调整机构或用增、减平衡一般可用静压调整机构或用增、减平衡吊带下端垫圈厚度方法，来适当改变输吊带下端垫圈厚度方法，来适当改变输出轴与平衡吊带间的相对位置，以消除出轴与平衡吊带间的相对位置，以消除或减小静压误差。或减小静压误差。WS1151系列电容式变送器n概述nWS1151系列电容式变送器是我厂引进国外先进技术和设备,关键原材料、元器件和零部件均采用进口，整机经过严格组装和测试。

49、具有设计原理先进、品种规格齐全、安装使用简便（规格、尺寸与原装1151完全兼容），外形美观等特点。最近研制开发出来的S智能系列更是一种适合我国国情的智能式变送器，有很强的使用价值。同时，该系列产品已完全覆盖我厂原来生产的WS系列变送器，是该系列的升级产品。目前该系列产品已广泛应用于石油、化工、冶金、电力、食品、造纸、医药、机械制造等行业。特点：精度高；稳定性好；二线制(特殊可四线制)；固体元件,接插式印刷线路板；小型、重量轻、坚固抗振；量程、零点外部连续可调；正迁移可达500%；负迁移可达600%；阻尼可调；单向过载保护特性好；无机械可动部件，维修工作量少；全系列统一结构，零部件互换性强；接触

50、介质的膜片材料可选择；（316L、TAN、HAST-C、MONEL等耐腐蚀材料）防爆结构，全天候使用。工作原理n过程压力通过两侧或一侧的隔离膜片、灌充液传至室的中心测量膜片。中心膜片是一个张紧的弹性元件，它对于作用在其上的两侧压力差产生相应变形位移，其位移与差压成正比，最大位移约0.1mm，这种位移转变为电容极板上形成的差动电容，由电子线路把差动电容转换成二线制的420mADC输出信号。电路方框图变送器外部电路连接图功能参数n使用对象：液体、气体和蒸气n测量范围：0-0.1kPa至0-40MPan输出信号：420mADCn供电电源：1245VDC，一般为24VDC(见图2负载特性)n负载特性：