仪表测量及选型知识课件

压力检测方法及仪表
电测压力法
压电式测压原理 根据“压电效应”把被测压力变换为电信号的。
（a）单晶体
（b）剖面图
（c）X截割的石英片
电荷数
Qx = KPx Ax
压电常数
受力面积
作用在受力面积上的压力
压力检测方法及仪表
电测压力法
应变片式测压原理 组 成
直径为0.025mm 0.025mm左右的合金电阻丝 敏感栅 直径为0.025mm左右的合金电阻丝 基 底 绝缘 5 覆盖层 保护 弹性敏 感元件 力 应变片 测 应变片敏感栅 电阻 变 应变）压力表的选型
• 1） 量程选择 ） • 在测稳定压力时，一般压力表最大量程选择接近或大 于正常压力测量值的1.5倍; • 在测脉动压力时，一般力表最大量程选择接近或大于 正常压力测量值的2倍; • 在测机泵出口压力时，一般压力表最大量程选择接近 机泵出口最大压力值; • 在测高压压力时，一般压力表最大量程选择应大于最 大压力测量值的1.7倍; • 为了保证压力测量精度，最小压力测量值应高于压力 表测量量程的1/3。
（二）压力变送器的选型
• 压力变送器是一种将压力变量转换为可传送的标准化输出 信号的计量器具，而且其输出信号与压力变量之间有一给 定的连续函数关系（通常为线性函数）。主要用于工业过 程压力参数的测量和控制。为了确保您选择的产品符合现 场使用要求要选型时请参照以下内容进行： • 1、确认测量压力的类型。压力类型主要有表压、绝压、差 压等；表压是指以大气压力为基准，小于或大于大气压力 的压力；绝压是指以绝对压力零位为基准，高于绝对压力 零位的压力；差压是指两个压力之间的差值。 • 2、确认测量范围。一般情况下，按实际测量压力为测量范 围的80%选取。
热工仪表 测量及选型
（公司营销人员必须掌握部分）
目录
• • • • • • • • 第一章 热工仪表的分类……………………………3 第二章 压力测控仪表………………………………5 （一）.压力表……………………………………….6 （二）.压力变送器………………………………….8 （三）.压力检测方法及仪表...................12 第三章 温度测控及仪表……………………………35 （一）隔离器选型要点………………………………36. （二）数字显示仪表的选型知识................40 （三）热电偶的选择技巧......................44 （四）温度检测方法及仪表...................45 • 第四章 流量测量及仪表.....................69 • （一）常用流量计选型指南...................70 • （二）流量检测方法及仪表...................77
—敏感栅 2—基片 3 — 合 —
l 1 2
4
位移、 位移、力、力矩、 力矩、 加速度、 加速度、压力
5—覆盖片
∆R ∆l =K⋅ R l
压力检测方法及仪表
压力检测仪表
霍尔式压力表
霍尔式压力表属于电气式压力表。 霍尔式压力表属于电气式压力表。 测压原理：利用霍尔片式传感器（ 测压原理：利用霍尔片式传感器（根据半导体材料 的霍尔效应的原理）实现压力-位移的霍尔效应的原理）实现压力-位移-霍尔电势的转 换。 霍尔片：是一种半导体或化合物半导体转换元件。 霍尔片：是一种半导体或化合物半导体转换元件。 霍尔效应：把一块霍尔元件置于均匀磁场中， 霍尔效应：把一块霍尔元件置于均匀磁场中，并使 霍尔片与磁感应强度B的方向垂直， 霍尔片与磁感应强度B的方向垂直，在沿着霍尔片的 左右两个纵向端面上通入恒定的控制电流I 左右两个纵向端面上通入恒定的控制电流I，则会在 霍尔片的两个横向端面之间形成电位差V 霍尔片的两个横向端面之间形成电位差VH，此电位
弹 性 元 件 结 构 和 特 点
压力检测方法及仪表
弹簧管压力表
刻度盘
中心齿轮 弹簧管
游丝
指针 扇形齿轮
拉杆 调整螺钉 接头
压力检测方法及仪表
电测压力法
测量原理 利用转换元件（如某些机械和电气元件） 利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测压力变换为电信号 来进行测量的。 来进行测量的。 1. 弹性元件附加一些变换装置，使弹性元件自由端的位移量转换成相应 弹性元件附加一些变换装置， 的电信号，如电阻式、电感式、电容式、霍尔片式、应变式、振弦式等； 的电信号，如电阻式、电感式、电容式、霍尔片式、应变式、振弦式等； 2. 非弹性元件组成的快速测压元件，主要利用某些物体的某一物理性 非弹性元件组成的快速测压元件， 质与压力有关，如压电式、压阻式、压磁式等 质与压力有关，如压电式、压阻式、压磁式等。
单位: 牛顿/ N/m2），简称“ ），简称 用符号“Pa” 单位: 牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa 1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa
压力检测方法及仪表
压力的几种表示形式
被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度）
表压（正压） 大气压力线 绝对压力 真空度
压力、 压力、差压变送器
选用压力、 选用压力、差压变送器需用提供的参数
被测介质 测量范围 工作压力 工作温度 防爆等级 防尘防水等级 备注
（三）压力检测方法与仪表 压力检测方法与仪表
主要内容
压力检测方法
液柱测压法 弹性变形法 电测压力法 弹簧管压力表 霍尔式压力表 差压（压力） 差压（压力）变送器
第一章 仪表的分类和简述
• 检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表） 分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分 类。例如按仪表所使用的能源分类，可以分为气 动仪表、电动仪表和液动仪表（很少见）；按仪 表组合形式，可以分为基地式仪表、单元组合仪 表和综合控制装置；按仪表安装形式，可以分为 现场仪表、盘装仪表和架装仪表；随着微处理机 的蓬勃发展，根据仪表有否引入微处理机（器） 又可分为智能仪表与非智能仪表。根据仪表信号 的形式可分为模似仪表和数字仪表。
显示仪表根据记录和指示、模拟与数字等功能，又可分为记录 仪表和指示仪表、模拟仪表和数显仪表，其中记录仪表又可分为单 点记录和多点记录（指示亦可以有单点和多点），其中又有有纸记 录或无纸记录，若是有纸记录又分笔录和打印记录。 调节仪表可是以分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表。 由于微处理机引入，又有可编程调节器与固定程序调节器之分。 执行器由执行机构和调节阀两部分组成。执行机构按能源划分 有气动执行器、电动执行器和液动执行器，按结构形式可以分为薄 膜式、活塞式（气缸式）和长行程执行机构。调节阀根据其结构特 点和流量特性不同进行分类，按结构特点分通常有直通单座、直通 双座、三通、角形、隔膜、蝶形、球阀、偏心旋转、套筒（笼式）、 阀体分离等，按流量特性分为直线、对数（等面分比）、抛物线、 快开等。
压力检测方法及仪表
压力检测仪表
1—低压室 2—高压室 3—测量元件（膜盒、膜片）
力 平 衡 式 压 力 变 送 器
杠杆机构
检测放大 机构
4—轴封膜片 5—主杠杆 6—过载保护片 7—静压调整螺钉 8—矢量机构 9—零点迁移弹簧
反馈 机构 10— 10—平衡锤 11— 11—量程调整螺钉 12—检测片（衔铁） 13—差动变压器 14—副杠杆 15—放大器 16—反馈动圈 17—永久磁钢 18—电源 19—负载 20—调零弹簧 测量机构
压力检测方法及仪表
电测压力法 电容式测压原理
测量原理
采用变电容原理， 采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可变电 容器的电容量，然后通过测量电容量C便可以知道被测 容器的电容量，然后通过测量电容量C 压力的大小，从而实现压力-电容转换的。 压力的大小，从而实现压力-电容转换的。
定极板
弹性元件
6、确认测量介质与接触材质的兼容性。在某些测 量场合，测量介质具有腐蚀性，此时需选用与测 量介质兼容的材料或进行特殊的工艺处理，确保 变送器不被损坏。 7、确认压力接口形式。 8、确认供电电源和输出信号。 9、确认现场工作环境情况及其它。需了解是否存 在振动以及电磁干扰等，并在选型时提供相关信 息，以便采取相应处理；在选型时，其他如电气 连接方式等也应根据情况予以考虑。
P
P
弹簧管式弹性元件
膜片式弹性元件
压力检测方法及仪表
测量原理 当弹性元件在轴向受到外力作用 时，就会产生拉伸或压缩位移，即
F = CS
式中 F——轴向外力 S——位移 C——弹性元件的刚度系数 式中 A——弹性元件承受压力的有效面积 P——被测压力
F = AP
A S = P C
S ~P
压力检测方法及仪表
绝对压力 绝对压力的零线
压力检测方法及仪表
液柱测压法
测量原理 根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测 量
p1 p2
1 1 1
P0
1
h1 h h2
2 2
p h1
h2
2
0
0
常用的压力表有U形管压力表、单管压力表、斜管压力表 和活塞式压力表等。
压力检测方法及仪表
弹性变形法
测量原理
将被测压力转换成弹性元件变形的位移
3、确认系统的最大过载。系统的最大过载应小于变送器 的过载保护极限，否则会影响产品的使用寿命甚至损坏 产品。 4、确认准确度等级。变送器的测量误差按准确度等级进 行划分，不同的准确度对应不同的基本误差限（以满量 程输出的百分数表示）；实际应用中，根据测量误差的 控制要求并本着适用经济的原则。 5、确认工作温度范围。测量介质温度应处于变送器工作 温度范围内，如超温使用，将会产生较大的测量误差并 影响使用寿命；在压力变送器的生产过程中，会对温度 影响进行测量和补偿，以确保产品受温度影响产生的测 量误差处于准确度等级要求的范围内。在温度较高的场 合，可以考虑选择高温型压力变送器或采取安装冷凝管 （器）、散热器等辅助降温措施。