压力检测及仪表PPT学习教案
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
F1 →矢量机构→
副杠杆
Fi
主杠杆
F2
推板上移→
Mi →检 测 片 S↓→
Mf
反馈线圈
位 移 检 测 放 大→输 出I0
第8页/共21页
I0与 △ Pi的 关 系式？
深度负反馈：
△ Pi
I0
K 1 KF
C Pi
1 F
C
Pi
当 F、 C为 常 数 时， I0与△ Pi成线 性， 改 变 F(C)可 改 变 仪 表量程 。
压力检测及仪表
会计学
1
压力仪表可分为四大类: ➢液柱式压力计 ：实验室用 ➢弹性式压力计 ：工业用 ➢电气式压力计：工业用 ➢活塞式压力计：用砝码 重量与被测压力相平衡。
作标准表
第1页/共21页
二、弹簧管压力
（ 一 ） 检 测 原理 利 用 弹 性 元 件受压 产生变 形，其 变形位 移量与 所受压 力成正 比。
△ X = K1P
——压 力 传 感 器
第3页/共21页
△γ = 2700
γ
△X
Q
O
P
b、传送放大机构
经过二级放大 拉 杆 使 扇 形 齿轮偏 转 扇 形 齿 轮 半 径＞中 心齿轮 半径
△X → △ α △ α =K2 △ X
调 整 螺 钉 ： 可进行 量程调 整
游丝：
克服变差
△ α
第4页/共21页
△X
c、显示装置
指针： 刻度盘：
0～ 270O （三）特点：
结 构 简 单 、 方便、 便宜、 测量范 围广， 用途广 泛， 可 增 附 加 机 构（记 录、报 警等） 。
第5页/共21页
三、电气式压力计
1、 霍 尔 片 式
利 用 霍 尔 效 应将由 压力引 起的弹 性元件 的 位 移 转 变 成 电势。
+ C
I0 S
K1
K2
-
F
第9页/共21页
3、电容式压力（差压）变送器 1、结构
测量部分 差压→ △C
转换部分 将△C→电流（4～20mA）。
第10页/共21页
测量部分
高压室 隔离膜片
弧形电极
感压膜片
弧形电极
第11页/共21页
引线
低压室
硅油（阻尼）
隔离膜片
2、测量部分工作原理
通 过 隔 离 膜 片将差 压（压 力）传 递至感 压膜片 ，使其 产生位 移Leabharlann HH其大小为： V=R
IB
H
R
——霍 尔 常 数 ，
与 材 料 、 几 何尺寸 有关。
HH
当 电 流 I和 R
不 变时， V
与 B成正 比。
霍 尔 效 应 ： 将两端 通有电 流I 的霍 尔片（ 半导体 ）放入 磁场B中 ，由 于受电 磁力的 作用， 在霍尔 片另外 两端有 电势产 生，这 就是霍 尔电势 。
第6页/共21页
而 B的 分 布 呈 线性 的非均 匀状， 当霍尔 片处于 磁场中 的 不 同 位 置 时 ，所受 的B不 同，即 可得与 弹簧自 由端位 移 成 比 例 的 霍 尔电势 。
第7页/共21页
2、 力 平 衡 式 差压变 送器
1、 工 作 原 理 动作过程： △ Pi→膜 盒 (A)→
第17页/共21页
长 度 ： 3~50m， 内 径 ： 6~10mm。 装 切断阀 和伴热 管 （ 2） 导 压 管
（ 3） 压 力 计 测 量 氨 气 ： 弹簧管 用不锈 钢，不 能用铜 ；测氧 气：严 禁沾有 油脂以 免爆炸 ；测量 乙炔： 禁止用 铜垫片 。
压 力 计 与 管 道不在 同一水 平时， 应进行 修正。 测 量 特 殊 介 质（高 温、腐 蚀、粘 性）时 ，采取 相应措 施；
参 数 设 定 ， 量程、 零点调 整，输 入输出 信号选 择， 单 位 选 择 。 阻尼时 间常数 设定， 自诊断 。
－0.5mA
1200HZ
“１” 2200HZ
第15页/共21页
“0”
五、弹簧管压力表的选择及安装
（一）压力表的选用
（1）仪 表 量 程 ：根 据 被测 压力的 大小。 Pmax≤2/3（ P刻 max － P刻min）＋ P刻min P min ≥1/3（ P刻max － P刻min）＋ P刻min
（2）仪 表 精 度 ：根 据 生产 允许的 最大检 测误差 。 （3）仪 表 种 类 、 型 号：根 据被测 介质性 质、现 场环境 条件。
1/3～ 2/3
P刻min
P刻max
第16页/共21页
二、压力计的安装
（ 1） 测 压 点 的选择 直 线 段 ， 取 压点 与流动 方向垂 直，连 接处无 毛刺， 测液体 时，取 压点在 管道下 半部， 在最高 点装集 气器； 测气体 时，取 压点在 管道上 半部， 在最低 点装气 液分离 器。
△ S =K△ PX 当 △ PX=0时 ， Ci1= Ci2 △ C=0 当 △ PX≠ 0时 ， Ci1=
Ci2=
2AS
△ C=
S
2 0
S 2
当 △ S很 小 时 ，△ C与△S成 线性 关系。
A
So S A
So S
第12页/共21页
△C
Ci1
Ci2
So △S
四、智能型压力变送器
特 点 ： 精 度 高（0.1级 ）， 量程范 围广（ 100： 1），时 间常数 可调（ 0~36S） ，通 过手持 通信器 编制各 种程序 ，可对 现场变 送器进 行参数 的设定 、零点 量程的 调整、 修正、 补偿、 自诊断 ，使用 维护方 便，可 直接与 计算机 联系。
表
P =CS P （ 二 ） 弹 簧 管压力 表的结 构
弹性元件
弹簧管 传送放大机构 显示装置
S
第2页/共21页
a、弹簧管
是 一 根 弯 成27 00圆弧 的截面 为椭圆 形的空 心金属 管子。 固 定 端 O： 输 入压 力P 自 由 端 Q： 产 生位 移△X
P → △X
或 △ γ = K2P
第18页/共21页
第19页/共21页
小结及作业：
❖ 压力的表示方法及分类 ❖ 弹簧管压力表的原理及结构 ❖ 电容式压力（差压）变送器的原理及结构 ❖ 弹簧管压力表的选用及安装
作业：1、P93 24题
2、说明电容式差压变送器的测量部分 的原理 ？ 如何保证输入输出成线性关系？
思考： 为什 么弹簧 管的横 截面是 椭圆？ 能否用 圆形？
第20页/共21页
第13页/共21页
第14页/共21页
智 能 式 差 压 变送器 的硬件 构成 HART协 议 ：
一 条 电 缆 中 同时传 输模拟 和数字 信号(FSK信 号 )。
存 贮 器 ： 存 放系统 程序， 功能模 块和数 据，传 感器、 变送器 特性
+0.5mA
通信电路：
模拟信号
手操器：
输 出 FSK信 号 ， 同 时对模 拟信号 进行监 测，实 现二进 制数字 信号与 FSK之 间的转 换。
副杠杆
Fi
主杠杆
F2
推板上移→
Mi →检 测 片 S↓→
Mf
反馈线圈
位 移 检 测 放 大→输 出I0
第8页/共21页
I0与 △ Pi的 关 系式？
深度负反馈：
△ Pi
I0
K 1 KF
C Pi
1 F
C
Pi
当 F、 C为 常 数 时， I0与△ Pi成线 性， 改 变 F(C)可 改 变 仪 表量程 。
压力检测及仪表
会计学
1
压力仪表可分为四大类: ➢液柱式压力计 ：实验室用 ➢弹性式压力计 ：工业用 ➢电气式压力计：工业用 ➢活塞式压力计：用砝码 重量与被测压力相平衡。
作标准表
第1页/共21页
二、弹簧管压力
（ 一 ） 检 测 原理 利 用 弹 性 元 件受压 产生变 形，其 变形位 移量与 所受压 力成正 比。
△ X = K1P
——压 力 传 感 器
第3页/共21页
△γ = 2700
γ
△X
Q
O
P
b、传送放大机构
经过二级放大 拉 杆 使 扇 形 齿轮偏 转 扇 形 齿 轮 半 径＞中 心齿轮 半径
△X → △ α △ α =K2 △ X
调 整 螺 钉 ： 可进行 量程调 整
游丝：
克服变差
△ α
第4页/共21页
△X
c、显示装置
指针： 刻度盘：
0～ 270O （三）特点：
结 构 简 单 、 方便、 便宜、 测量范 围广， 用途广 泛， 可 增 附 加 机 构（记 录、报 警等） 。
第5页/共21页
三、电气式压力计
1、 霍 尔 片 式
利 用 霍 尔 效 应将由 压力引 起的弹 性元件 的 位 移 转 变 成 电势。
+ C
I0 S
K1
K2
-
F
第9页/共21页
3、电容式压力（差压）变送器 1、结构
测量部分 差压→ △C
转换部分 将△C→电流（4～20mA）。
第10页/共21页
测量部分
高压室 隔离膜片
弧形电极
感压膜片
弧形电极
第11页/共21页
引线
低压室
硅油（阻尼）
隔离膜片
2、测量部分工作原理
通 过 隔 离 膜 片将差 压（压 力）传 递至感 压膜片 ，使其 产生位 移Leabharlann HH其大小为： V=R
IB
H
R
——霍 尔 常 数 ，
与 材 料 、 几 何尺寸 有关。
HH
当 电 流 I和 R
不 变时， V
与 B成正 比。
霍 尔 效 应 ： 将两端 通有电 流I 的霍 尔片（ 半导体 ）放入 磁场B中 ，由 于受电 磁力的 作用， 在霍尔 片另外 两端有 电势产 生，这 就是霍 尔电势 。
第6页/共21页
而 B的 分 布 呈 线性 的非均 匀状， 当霍尔 片处于 磁场中 的 不 同 位 置 时 ，所受 的B不 同，即 可得与 弹簧自 由端位 移 成 比 例 的 霍 尔电势 。
第7页/共21页
2、 力 平 衡 式 差压变 送器
1、 工 作 原 理 动作过程： △ Pi→膜 盒 (A)→
第17页/共21页
长 度 ： 3~50m， 内 径 ： 6~10mm。 装 切断阀 和伴热 管 （ 2） 导 压 管
（ 3） 压 力 计 测 量 氨 气 ： 弹簧管 用不锈 钢，不 能用铜 ；测氧 气：严 禁沾有 油脂以 免爆炸 ；测量 乙炔： 禁止用 铜垫片 。
压 力 计 与 管 道不在 同一水 平时， 应进行 修正。 测 量 特 殊 介 质（高 温、腐 蚀、粘 性）时 ，采取 相应措 施；
参 数 设 定 ， 量程、 零点调 整，输 入输出 信号选 择， 单 位 选 择 。 阻尼时 间常数 设定， 自诊断 。
－0.5mA
1200HZ
“１” 2200HZ
第15页/共21页
“0”
五、弹簧管压力表的选择及安装
（一）压力表的选用
（1）仪 表 量 程 ：根 据 被测 压力的 大小。 Pmax≤2/3（ P刻 max － P刻min）＋ P刻min P min ≥1/3（ P刻max － P刻min）＋ P刻min
（2）仪 表 精 度 ：根 据 生产 允许的 最大检 测误差 。 （3）仪 表 种 类 、 型 号：根 据被测 介质性 质、现 场环境 条件。
1/3～ 2/3
P刻min
P刻max
第16页/共21页
二、压力计的安装
（ 1） 测 压 点 的选择 直 线 段 ， 取 压点 与流动 方向垂 直，连 接处无 毛刺， 测液体 时，取 压点在 管道下 半部， 在最高 点装集 气器； 测气体 时，取 压点在 管道上 半部， 在最低 点装气 液分离 器。
△ S =K△ PX 当 △ PX=0时 ， Ci1= Ci2 △ C=0 当 △ PX≠ 0时 ， Ci1=
Ci2=
2AS
△ C=
S
2 0
S 2
当 △ S很 小 时 ，△ C与△S成 线性 关系。
A
So S A
So S
第12页/共21页
△C
Ci1
Ci2
So △S
四、智能型压力变送器
特 点 ： 精 度 高（0.1级 ）， 量程范 围广（ 100： 1），时 间常数 可调（ 0~36S） ，通 过手持 通信器 编制各 种程序 ，可对 现场变 送器进 行参数 的设定 、零点 量程的 调整、 修正、 补偿、 自诊断 ，使用 维护方 便，可 直接与 计算机 联系。
表
P =CS P （ 二 ） 弹 簧 管压力 表的结 构
弹性元件
弹簧管 传送放大机构 显示装置
S
第2页/共21页
a、弹簧管
是 一 根 弯 成27 00圆弧 的截面 为椭圆 形的空 心金属 管子。 固 定 端 O： 输 入压 力P 自 由 端 Q： 产 生位 移△X
P → △X
或 △ γ = K2P
第18页/共21页
第19页/共21页
小结及作业：
❖ 压力的表示方法及分类 ❖ 弹簧管压力表的原理及结构 ❖ 电容式压力（差压）变送器的原理及结构 ❖ 弹簧管压力表的选用及安装
作业：1、P93 24题
2、说明电容式差压变送器的测量部分 的原理 ？ 如何保证输入输出成线性关系？
思考： 为什 么弹簧 管的横 截面是 椭圆？ 能否用 圆形？
第20页/共21页
第13页/共21页
第14页/共21页
智 能 式 差 压 变送器 的硬件 构成 HART协 议 ：
一 条 电 缆 中 同时传 输模拟 和数字 信号(FSK信 号 )。
存 贮 器 ： 存 放系统 程序， 功能模 块和数 据，传 感器、 变送器 特性
+0.5mA
通信电路：
模拟信号
手操器：
输 出 FSK信 号 ， 同 时对模 拟信号 进行监 测，实 现二进 制数字 信号与 FSK之 间的转 换。