第二章压力检测.pptx
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第二章 压力检测
压力是重要的工业参数之一，正确测量和控制压 力对保证生产工艺过程的安全性和经济性有重要 意义。压力及差压的测量还广泛地应用在流量和 液位的测量中。
压力检测主要研究内容：
压力检测仪表的分类 机组用压力检测仪表 2.1 弹性式压力表 2.2 电气式压力表
2.2.1 电容式差压变送器 2.2.2 应变片式压力传感器 2.3 智能型压力变送器 2.4 压力表的选用
2
7—游 丝 ；
8—调 节 螺 钉 ；
9—接 头
9
图2-3 弹簧管压力表
返回
2.2 电气式压力变送器
2.2.1 电容式压力变送器
图2-4 电容式压力变送器外形
其测量原理是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。（动画）
弹簧管压力表
弹簧管压力表在弹性式压力表中更是历史悠久， 应用广泛。 弹簧管压力表中压力敏感元件是弹簧 管。弹簧管的横截面呈非圆形（椭圆形或扁形）， 弯成圆弧形的空心管子，如图2-2所示。 管子的 一端为封闭，作为位移输出端，另一端为开口， 为被测压力输入端。当开口端通入被测压力后，
非圆横截面在压力p作用下将趋向圆形，并使弹
1-隔离膜片； 2，7-固定弧 形电极；3-硅 油；4-测量膜 片；5-玻璃层； 6-底座
图2-5 电容式差压变送器测量部件
返回
2.2.2 应变片式压力传感
应变效应
应变片式压力传感器是利用电阻应变原理构成 的。电阻应变片有金属应变片(金属丝或金属箔) 和半导体应变片式两类。被测压力使应变片产生 应变。当应变片压缩应变时, 其阻值减小；当应变 片产生拉伸应变时，其阻值增加。应变片阻值的 变化，再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输 出，并用毫伏计或其他记录仪显示被测压力，从 而组成应变片式压力表。（动画）
3051C 差压变送器是国内引进费希尔一罗斯蒙 特公司技术而生产的另一种二线制变送器，它将 输入的压力或差压信号转换成4～20mA 直流电 流或数字信号输出。
图2-7 3051C型差压变送器(4-20mA)方框图
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2.4 压力表的选用
压力表的选用主要包括仪表型式、量程范围、精 度和灵敏度、外形尺寸以及是否还需要远传和其他 功能，如指示、记录、报警、控制等。选用的依据 如下： （1）必须满足工艺生产过程的要求，包括量程和精 度； （2）考虑被测介质的性质，如温度、压力、粘度、 腐蚀性、易燃易爆程度等；
① 测量精度高。
② 具有较宽的零点迁移范围和较大的量程比；其量 程范围为100 : 1；
③ 具有温度、静压补偿功能（差压变送器）和非线 性校正能力（温度变送器），以保证仪表精度；
④ 具有数字、模拟两种输出方式，能够实现双向数 据通讯；
⑤ 通过手持通信器（手持终端）能对1500m之内的
现场变送器进行遥控操作。对现场变送器进行各种 工作参数的设定，远程组态调零、调量程和自诊 断，维护和使用十分方便。
压力检测仪表的分类
（1）弹性式压力表 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行
测量的。例如弹簧管压力计、波纹管压力计及模 式压力及等。 （2）电气式压力表
它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量 (如电压、电流、频率等)来进行测量的仪表，例 如各种压力传感器和压力变送器。
（3）活塞式压力表 它是根据水压机液体传送压力的原理，将被侧测
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。13:47:0113:47:0113:4711/12/2020 1:47:01 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.11.1213:47:0113:47Nov-2012-Nov-20 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。13:47:0113:47:0113:47Thursday, November 12, 2020 13、志不立，天下无可成之事。20.11.1220.11.1213:47:0113:47:01November 12, 2020
2.1.1 弹性元件
采用不同材料、不同形状的弹性元件作为感压 元件，可以适用于不同场合、不同范围的压力测 量。目前广泛使用的弹性元件有弹簧管、波纹管 和膜片等。
x
p 平薄膜
x
x
p
p 波纹膜
p 波纹管
x 单圈弹簧管
图2-1 弹性元件示意图
x
p 多圈弹簧管
图2-1给出了一些常用弹性元件的示意图。其 中波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单 圈和多圈弹簧管可用于高、中、低压和真空度的 测量。
压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测 量的。它的测量精度很高，允许误差可小到 0.05%～0.02%。但结构较复杂,价格较贵。一般 作为标准型压力测量仪器，来检验其他类型的压 力计。
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机组用压力检测仪表
2.1 弹性式压力表
弹性式压力表是以弹性元件受压后所产生的弹 性变形作为测量基础的。它结构简单，价格低廉， 现场使用和维修都很方便，又有较宽的压力测量 范围，因此在工程中获得了非常广泛的应用。
图2-6应变式压力传感器示意图 1—应变筒; 2—外壳; 3—密封膜片
应变片式压力变送器有较好的动态性能，适用于快 速变化的压力测量。
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2.3 智能型压力变送器
为适应现场总线控制系统的要求，近年来出现 了采用微处理器和先进传感器技术的智能变送器， 有智能温度变送器、智能压力变送器、智能差压 变送器等。智能变送器可以输出数字和模拟两种 信号，其精度、稳定性和可靠性均比模拟式变送 器优越，并且可以通过现场总线网络与上位计算 机相连。智能变送器具有以下特点：
（3）注意仪表安装使用时所处的现场环境条件， 如环境温度、电磁场、振动等。
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9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 20.11.1220.11.12Thursday, November 12, 2020
簧管有伸直的趋势而产生力矩，其结果使
2a 2b
B′
O r
R
B
A
p
图2-2 单圈弹簧管结构
弹簧管的自由端由B 移至B ‘而产生位移，
输入压力越大，位 移越大。（动画）
1
6
7
4
40
5
30
20
3
10
8
1—弹 簧 管 ；
2—拉 杆 ；
3—扇 形 齿 轮 ；
4—中 心 齿 轮 ；
5—指 针 ；
6—面 板 ；
压力是重要的工业参数之一，正确测量和控制压 力对保证生产工艺过程的安全性和经济性有重要 意义。压力及差压的测量还广泛地应用在流量和 液位的测量中。
压力检测主要研究内容：
压力检测仪表的分类 机组用压力检测仪表 2.1 弹性式压力表 2.2 电气式压力表
2.2.1 电容式差压变送器 2.2.2 应变片式压力传感器 2.3 智能型压力变送器 2.4 压力表的选用
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7—游 丝 ；
8—调 节 螺 钉 ；
9—接 头
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图2-3 弹簧管压力表
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2.2 电气式压力变送器
2.2.1 电容式压力变送器
图2-4 电容式压力变送器外形
其测量原理是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。（动画）
弹簧管压力表
弹簧管压力表在弹性式压力表中更是历史悠久， 应用广泛。 弹簧管压力表中压力敏感元件是弹簧 管。弹簧管的横截面呈非圆形（椭圆形或扁形）， 弯成圆弧形的空心管子，如图2-2所示。 管子的 一端为封闭，作为位移输出端，另一端为开口， 为被测压力输入端。当开口端通入被测压力后，
非圆横截面在压力p作用下将趋向圆形，并使弹
1-隔离膜片； 2，7-固定弧 形电极；3-硅 油；4-测量膜 片；5-玻璃层； 6-底座
图2-5 电容式差压变送器测量部件
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2.2.2 应变片式压力传感
应变效应
应变片式压力传感器是利用电阻应变原理构成 的。电阻应变片有金属应变片(金属丝或金属箔) 和半导体应变片式两类。被测压力使应变片产生 应变。当应变片压缩应变时, 其阻值减小；当应变 片产生拉伸应变时，其阻值增加。应变片阻值的 变化，再通过桥式电路获得相应的毫伏级电势输 出，并用毫伏计或其他记录仪显示被测压力，从 而组成应变片式压力表。（动画）
3051C 差压变送器是国内引进费希尔一罗斯蒙 特公司技术而生产的另一种二线制变送器，它将 输入的压力或差压信号转换成4～20mA 直流电 流或数字信号输出。
图2-7 3051C型差压变送器(4-20mA)方框图
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2.4 压力表的选用
压力表的选用主要包括仪表型式、量程范围、精 度和灵敏度、外形尺寸以及是否还需要远传和其他 功能，如指示、记录、报警、控制等。选用的依据 如下： （1）必须满足工艺生产过程的要求，包括量程和精 度； （2）考虑被测介质的性质，如温度、压力、粘度、 腐蚀性、易燃易爆程度等；
① 测量精度高。
② 具有较宽的零点迁移范围和较大的量程比；其量 程范围为100 : 1；
③ 具有温度、静压补偿功能（差压变送器）和非线 性校正能力（温度变送器），以保证仪表精度；
④ 具有数字、模拟两种输出方式，能够实现双向数 据通讯；
⑤ 通过手持通信器（手持终端）能对1500m之内的
现场变送器进行遥控操作。对现场变送器进行各种 工作参数的设定，远程组态调零、调量程和自诊 断，维护和使用十分方便。
压力检测仪表的分类
（1）弹性式压力表 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行
测量的。例如弹簧管压力计、波纹管压力计及模 式压力及等。 （2）电气式压力表
它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量 (如电压、电流、频率等)来进行测量的仪表，例 如各种压力传感器和压力变送器。
（3）活塞式压力表 它是根据水压机液体传送压力的原理，将被侧测
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。13:47:0113:47:0113:4711/12/2020 1:47:01 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.11.1213:47:0113:47Nov-2012-Nov-20 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。13:47:0113:47:0113:47Thursday, November 12, 2020 13、志不立，天下无可成之事。20.11.1220.11.1213:47:0113:47:01November 12, 2020
2.1.1 弹性元件
采用不同材料、不同形状的弹性元件作为感压 元件，可以适用于不同场合、不同范围的压力测 量。目前广泛使用的弹性元件有弹簧管、波纹管 和膜片等。
x
p 平薄膜
x
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p 波纹膜
p 波纹管
x 单圈弹簧管
图2-1 弹性元件示意图
x
p 多圈弹簧管
图2-1给出了一些常用弹性元件的示意图。其 中波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单 圈和多圈弹簧管可用于高、中、低压和真空度的 测量。
压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测 量的。它的测量精度很高，允许误差可小到 0.05%～0.02%。但结构较复杂,价格较贵。一般 作为标准型压力测量仪器，来检验其他类型的压 力计。
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机组用压力检测仪表
2.1 弹性式压力表
弹性式压力表是以弹性元件受压后所产生的弹 性变形作为测量基础的。它结构简单，价格低廉， 现场使用和维修都很方便，又有较宽的压力测量 范围，因此在工程中获得了非常广泛的应用。
图2-6应变式压力传感器示意图 1—应变筒; 2—外壳; 3—密封膜片
应变片式压力变送器有较好的动态性能，适用于快 速变化的压力测量。
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2.3 智能型压力变送器
为适应现场总线控制系统的要求，近年来出现 了采用微处理器和先进传感器技术的智能变送器， 有智能温度变送器、智能压力变送器、智能差压 变送器等。智能变送器可以输出数字和模拟两种 信号，其精度、稳定性和可靠性均比模拟式变送 器优越，并且可以通过现场总线网络与上位计算 机相连。智能变送器具有以下特点：
（3）注意仪表安装使用时所处的现场环境条件， 如环境温度、电磁场、振动等。
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9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 20.11.1220.11.12Thursday, November 12, 2020
簧管有伸直的趋势而产生力矩，其结果使
2a 2b
B′
O r
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图2-2 单圈弹簧管结构
弹簧管的自由端由B 移至B ‘而产生位移，
输入压力越大，位 移越大。（动画）
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4
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1—弹 簧 管 ；
2—拉 杆 ；
3—扇 形 齿 轮 ；
4—中 心 齿 轮 ；
5—指 针 ；
6—面 板 ；