压力检测及仪表.
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化工厂中几种常见化工仪表及其原理
仪表仪器1、压力检测及仪表弹性式压力计在化工厂随处可见，多为弹簧管压力表弹簧管压力表。
它属于就地指示型压力表，就地显示压力的大小，不带远程传送显示、调节功能。
原理：弹簧管压力表通过表内的敏感元件--波登管的弹性变形，再通过表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。
特点：弹簧管压力表适用测量无爆炸，不结晶，不凝固，对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。
2、流量检测及仪表转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。
它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。
转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。
使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而上地通过转子流量计。
原理：转子流量计由两个部件组成，转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管；转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。
转子流量计当测量流体的流量时，被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力（这个力的大小随流量大小而变化）；当流量足够大时，所产生的作用力将转子托起，并使之升高。
同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，从上端流出。
当被测流体流动时对转子的作用力，正好等于转子在流体中的重量时（称为显示重量），转子受力处于平衡状态而停留在某一高度。
分析表明；转子在锥形管中的位置高度，与所通过的流量有着相互对应的关系。
因此，观测转子在锥形管中的位置高度，就可以求得相应的流量值。
3 、物位检测及仪表在化工厂管路中直立的中间有一块块黄色小板，且不是反转的仪表，其是磁翻板液位计，在几个大型罐槽侧面有大型的，而在化工厂也看到小型的。
压力检测及仪表培训讲义
2.4 压力计的选用及安装
1．测压点的选择
➢要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在 管路拐弯、分又、死角或其他易形成旋涡的地方
➢取压点与流动方向垂直，取压管内端面与生产设 备连接处的内壁保持平齐，不应有凸出物或毛刺
➢测量液体压力时，取压点应在管道的下部，使导 压管内不积存气体；测量气体压力时，取压点应 在管道上方，使导压管内不积存液体
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
根据国家标准取相邻大一级的系列值
2.4 压力计的选用及安装
3．仪表精度级的选取
仪表的精度主要是根据生产允许的最大测量误差来 确定，选择过高精度等级会造成不必要的浪费
在满足工艺要求的前提下，应尽可能选用精度较低 、价廉耐用的仪表 就地指示用弹性压力表，选用1.0、1.5或2.5级 压力变送器精度为0.2级～0.5级
第2章 压力检测及仪表
2.1 概述 2.2 弹性式压力计 2.3 电气式压力计
➢霍尔片式压力传感器 ➢压变片式压力传感器 ➢压阻式压力传感器 ➢力矩平衡式压力变送器 ➢电容式压力变送器
2.4 压力计的选用及安装
2.1 概述
压力是化工生产过程中重要的操作参数之一
➢高压聚乙烯
150MPa
➢合成氨
15Mpa或32Mpa
2.3 电气式压力计
2．工作过程
2.3 电气式压力计
压力检测及仪表
3.2.5 压力检测仪表的选用和安装
选用＋安装
其它仪表也基本适用
——压力检测仪表的选用
三个方面——选用时应根据生产工艺 对压力检测的要求、被测介质 的特性、现场使用的环境等条 件本着节约的原则合理地考虑 仪表的量程、精度、类型（材 质）等。
⑴量程
仪表的量程是指该仪表可按规定的精确度对被测量进行测量的范围
1
2
P
3
(a)传感器 1－外壳 2－弹性筒 3－膜片
压阻式（扩散硅）压力差压变送器
因电阻率变化引起阻值变化称为压阻效应。半导体
材料的压阻效应比较明显。 用作压阻式传感器的基片材料主要为硅片和锗片， 由于单晶硅材料纯、功耗小、滞后和蠕变极小、机 械稳定性好，而且传感器的制造工艺和硅集成电路 工艺有很好的兼容性，以扩散硅压阻传感器作为检 测元件的压力检测仪表得到了广泛的使用。
上通常采用表压或者真空度来表示压力的大小，一般的压力检测仪表所指示的压力也是
表压或者真空度。
除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。
3.2.2 压力检测方法的分类
目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理 的不同，一般分为四类： (1)液柱式压力检测 (2)弹性式压力检测 一般采用充有水或水银等液体的玻璃U形管或单管进行测量。 它是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移进 行测量的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。 (3)电气式压力检测 它是利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量进行测量的 仪表，如电阻、电荷量等。 (4)活塞式压力检测 它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞 面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。 活塞式压力计的测量精度较高，允许误差可以小到0.05％～ 0.02％，它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。
第三章 压力检测仪表
mm m dyn/cm2 lb/in2
常见压力传感器外形
工业压力变送器 数字压力变送器 通用压力变送器 隔离压力变送器 高温压力变送器 隔离压差变送器 隔离液位变送器 微压变送器 电容压力变送器 隔膜压力变送器 绝压变送器 双膜压差变送器
微型探针压力计 暖风空调压力计 湿式压力变送器 本安压力变送器
§3.1 概 述 一、测量过程与测量误差
1.测量过程：不论检测方法和仪表结构多么不同， 测量的实质都是将被测参数与其所对应的测量 单位进行比较的过程，而测量仪表是实现这种 比较的工具。尽管测量原理各式各样，但都是 将被测参数经过一次或多次能量的转换，最终 获得一种便于显示和传递的信号形式的过程。 例如：采用热电偶进行温度的测量 （温度－> 电流信号－>毫伏测量表指针偏转－>与温度标 尺进行比较）
示值之比，即：Y= Δ/ X0=(X-X0)/X0
二、检测仪表的性能指标
1. 准确度与允许误差
• 准确度（精度）：反映测量值与其真值的接近程度；
• 仪表的精度不仅与绝对误差（通常指各测量点绝对误 差中的最大值）有关，而且与仪表的测量范围有关， 因此，工业中不是用绝对误差来表示精度，而是用相 对百分误差δ或者允许误差δ允来表示， δ允越大，精度 越低，反之，精度越高。
OEM血压计
OEM压力芯片
压力计的分类与工作原理
工业压力计通常按敏感元件的类型及转换原 理的不同进行分类： • 液柱式压力计 • 活塞式压力计 • 弹性式压力计 • 电气式压力计
1. 液柱式压力计
测量原理： 根据流体静力学原理，将被测压力转换为液柱高度的 测量。 即：P=ρgh 所以 ： h=P / ρg
该类传感器利用电阻应变原理构成。（金属、半导体应变片两类） （1）当应变片产生压缩应变时，其阻值减小； （2）当应变片产生拉伸应变时，其阻值增加。 应变片式压力计将应变片阻值的变化，通过桥式电路转换 成相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他仪表显示出 被测压力的大小。
压力检测及仪表知识
单位
帕(Pa)
帕(Pa)
1
巴(bar)
105
工程大气压 105
kgf/cm2
巴(bar)
10-5 1 1
工程大气压 kgf/cm2
10-5 1 1
标准大气压 毫米水柱
(atm)
(H2Om m)
10-5
0.1
1
104
0.97
104
毫米汞柱 Hg mm
0.0075 750 736
标准大气压 (atm) 毫米水柱 (H2Omm) 毫米汞柱 Hg mm
E
R2 bh
(1
a2 b2 ) k2
弹簧管
一．弹簧管压力表 ○ 结构简单，使用方便，价格低 廉，使用范围广，测量范围宽 ○ 可测负压、微压、低压、中压 和高压 ○ 精度有0.5、1.0、1.5、2.5等
电远传式弹簧压 力仪表
霍尔压力传感器 电感式压力传感器
电气式检测
A
电气式压力检测方法一般是用 压力敏感元件直接将压力转换 成电阻、电荷量等电量的变化。
B
能实现压力－电量转换的压敏 元件主要有压电材料、应变片 和压阻元件。
压力变送器
压电式压力传感器
压电效应原理：压电材料受压时会在其表面 产生电荷，其电荷量与所受的压力成正比。
压电材料：单晶体、多晶体
特点：结构简单、紧凑，小巧轻便，工作可 靠，线性度好，频率响应高，量程范围广
应变式压力传感器
0 1
h1
A2 A1
l
h2 l sin
PB
g(h1
h2)
g( A1 A2
sin )l
倾斜角度越小，L越长，测量灵敏度就越高； A 但不可太小，否则液柱易冲散，读数较困难，
压力检测方法及仪表
①电容式压力变送器
电容式压力变送器是一 种开环检测仪表，具有 结构简单、过载能力强、 可靠性好、测量精度高 等优点，其输出信号是 标准的4～20mA（DC）电 流信号。
工作原理
先将压力的变化转换为电 容量的变化，然后进行测 量。
①电容式压力变送器
z 电容式变送器有一个可变电容的传感组件，传感 器是一个完全密封的组件。被检测介质压力进入 高低压力室，通过隔离膜片、硅油或其它惰性液 传递给位于“δ”室中心的测量膜片，测量膜片与 两侧绝缘体上的电极各组成一个电容器，在无压 力进入或两侧压力相等时，测量膜片处于中间位 置。当两侧压力不一致时，就致使测量膜片产生 位移，测量膜片的位移与差压成正比，由它两侧 的电容极板检测，再用电子线路把测量膜片和电 容极板之间的差动电容转换成为4～20mADC 的二 线制输出的电流信号。
z 表压是以大气压为基准来表示的压力,所以它和绝对压力 正好相差一个大气压。 P表压=P绝对压力－P大气压力
z 当绝对压力值小于大气压力值时，表压为负值（即负压 力），此负压力值的绝对值，称为真空度。 P真空度=P大气压力－P绝对压力
压力的测量方法
z 目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换 原理的不同，一般分为四类：
弹簧管压力表
当被测压力从弹簧管的固定端输入 时，弹簧管的自由端产生位移。在一 定的范围内，该位移与被测的压力成 线性关系。传动机构又称机心，是把 弹簧管受到压力作用时自由端所产生 的位移传递给刻度指示部分的。
隔膜式压力表
z 化学密封隔膜压力表，是由外焊膜片式化学密封 隔离体与不同类型的压力表配接而成的。隔离膜 片在被测介质压力P的作用下产生变形，压缩内 部充填的工作液形成一个相当于P的压力P'。经工 作液的传导，使压力仪表中的弹性元件自由端产 生相应的变形，并按与之相配接的类别压力仪表 工作原理显示出被测的压力值。
压力检测及仪表PPT课件
压力检测及仪表
一、概述 在工业生产过程中，经常要对压力进行检测，如熔炼炉、
加热炉就要适当的控制炉膛压力及烟道压力，来获得良好的 热工效果。又如许多冶金物化反应，对反应空间的压力有一 定的要求，某些在常压下不能发生反应，需要高压或一定的 真空度下才能反应等等。另外，要测量某些流体的流量，也 是通过压力来测量的，如孔板流量计。因次，对压力的检测 是常见而非常重要的。
差动电容的活动极板
感压元件：弹性膜片（弹性稳定性好特殊合金制成，如合氏合金、蒙耐尔 合金等）可左右移动约0.1 mm的距离。
固定电极供极板
在弹性膜片左右有两个用玻璃绝缘体磨成的球形凹面，采用真空渡膜法 在该表面镀上一层金属薄膜，作为差动电容的固定极板。
弹性膜片位于两固定极板的中央，它与固定极板构成两个测压室，压室填
UH RHIB
式中：RH—霍尔常数（视霍尔片材料、结构而定）
3
2）霍尔压力传感器 基本结构（如图）
a）压力—位移转换部分 霍尔片、弹簧管组成
b）位移—电势转换部分 霍尔片、磁钢及引出线
c）稳压电源
4
5
二．压电式压力传感器
利用压电材料（功能材料）的压电效应做成的传感器
1）压电效应
压电材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时发生变性，并在其表面上产生 电荷，去掉力时，又回到原不带电的状态。在蛋形范围内，电荷为：
10
2、压阻式压力传感器的结构
单晶硅平膜片的扩散电阻通常做成桥式测量电路，相对的桥臂电阻对 称布量，电阻变化时，电桥输出电压与膜片所受压力成对应关系。
平膜片在圆形硅杯的底部，硅杯内外两侧分别感受被测压力与参考压 力，压差使膜片变形，膜片上的两对电阻的阻值发生变化。
温度效应的影响，一般还可在膜片上沿对压力不敏感的晶向生成一个 电阻，这个电阻只感受温度 变化，可接人桥路作为温度补偿电阻．以提 高测量精度。
一、概述 在工业生产过程中，经常要对压力进行检测，如熔炼炉、
加热炉就要适当的控制炉膛压力及烟道压力，来获得良好的 热工效果。又如许多冶金物化反应，对反应空间的压力有一 定的要求，某些在常压下不能发生反应，需要高压或一定的 真空度下才能反应等等。另外，要测量某些流体的流量，也 是通过压力来测量的，如孔板流量计。因次，对压力的检测 是常见而非常重要的。
差动电容的活动极板
感压元件：弹性膜片（弹性稳定性好特殊合金制成，如合氏合金、蒙耐尔 合金等）可左右移动约0.1 mm的距离。
固定电极供极板
在弹性膜片左右有两个用玻璃绝缘体磨成的球形凹面，采用真空渡膜法 在该表面镀上一层金属薄膜，作为差动电容的固定极板。
弹性膜片位于两固定极板的中央，它与固定极板构成两个测压室，压室填
UH RHIB
式中：RH—霍尔常数（视霍尔片材料、结构而定）
3
2）霍尔压力传感器 基本结构（如图）
a）压力—位移转换部分 霍尔片、弹簧管组成
b）位移—电势转换部分 霍尔片、磁钢及引出线
c）稳压电源
4
5
二．压电式压力传感器
利用压电材料（功能材料）的压电效应做成的传感器
1）压电效应
压电材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时发生变性，并在其表面上产生 电荷，去掉力时，又回到原不带电的状态。在蛋形范围内，电荷为：
10
2、压阻式压力传感器的结构
单晶硅平膜片的扩散电阻通常做成桥式测量电路，相对的桥臂电阻对 称布量，电阻变化时，电桥输出电压与膜片所受压力成对应关系。
平膜片在圆形硅杯的底部，硅杯内外两侧分别感受被测压力与参考压 力，压差使膜片变形，膜片上的两对电阻的阻值发生变化。
温度效应的影响，一般还可在膜片上沿对压力不敏感的晶向生成一个 电阻，这个电阻只感受温度 变化，可接人桥路作为温度补偿电阻．以提 高测量精度。
压力检测及仪表的内容培训资料
•。显然：
α 为中心齿轮产生的角位移
•β 为扇形齿轮的圆心角
•c 为中心齿轮的半径
•
•α= β
• 将 β= Δ X 代入α= β
•调整a 即可调 整放大系统的 放大倍数。
•则
路漫漫其悠远
•三、电接点压力表
• 电接点压力表就是在普通弹簧管压力表的基础 上，增加了一个动触点，两个静触点。常用于压力 测量、压力报警和压力控制。
•PA＝0
路漫漫其悠远
•（3）斜管式压力计
•因为L>h •因此提高了仪 表的灵敏度。 •一般我们可以用斜管式压力计测微压。
路漫漫其悠远
•液柱式压力计在读数时应当注意：
•对于侵润型工作液（水、酒精等）应在最低 点读数（切线） •对于非侵润型工作液（水银）应在最高点读 数（切线）
路漫漫其悠远
•二、弹性式压力计
路漫漫其悠远
•压力检测仪表的内 容 •一、压力单位及测压仪表
•二、弹性式压力表 •三、电气式压力表 •四、压力变送器 •五、压力表的选择与安装
路漫漫其悠远
•一、压力单位及测压仪表
•压力是指垂直作用在单位面积上的力
•P 表示压力 •F 表示垂直作用力 •S 表示受力面积
•1MPa= 103 KPa •1KPa= 103 Pa
•另外还可用测量范围分类 压力表、微压计、真空表
。•用精度等级分类 精密表、标准表、工业用表
•用安装及指示特点分类 基地式（现场）压力表、远传
•
压力表、 指示型压力表、记录
•
型压力表等。
路漫漫其悠远
•1、液柱式压力计
• 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。 •结构形式：U型管压力计、单管压力计、斜管压 力计等。 • 特点：结构简单、使用方便。 • 缺点：精度受工作液的毛细管作用、密度及视 差等因素的影响，测量范围较窄，一般用来测量 校低压力、真空度或压力差。
压力测量及仪表基本知识
六、电测型压力计
❖智能差压（压力）变送器
传感膜头 A/D转换器
温度 传感器
传感膜头内存 修正系数 膜头信号
电容 传感器
3051C型智能变送器原理图
电子线路板
微处理器 传感器线性化 重设量程 诊断 工程单位 通信
电子板内存 量程值 变送器组态信息
D/A 转换
4～20mA
数字
通信
手
操
器
本机量程和
零点调整
在普通压力传感器上增加微处理器 特点：具有远程通讯的功能
依靠手操通信器，用户可在现场或控制室设定变送器各种参数 使用维护方便 长期稳定工作，每5年才需校检一次。
以3051C 为例： 组成：传感膜头：被测压力--- A/D转换----数字信号 电子线路板：对信号进行修正，线性化处理---D/A转换-- 4～20mA信号
课程目标及学习要求
➢ 了解掌握压力仪表的主要分类 ➢ 掌握各类压力仪表基本的工作原理
31
压力仪表的基本知识
2
压力单位的换算
3
压力检测仪表的方法及原理
4
液柱式压力计
35
弹性式压力计
6
电测型压力计
37
压力表及压力变送器的安装
一.压力的基本知识
压力的基本概念
1.压力的定义 垂直而均匀地作用在单位面积上的力
1.取压口的选择
差压变送器的安装 取压口的选择与被测介质的特性关系很大，不同的
介质，取压口的位置应符合如下规定，如下图所示。
2.引压管的安装
差压变送器的安装
引压管应按最短距离敷设，引压管内径的选择与引压 管长度有关，厂内常用引压管内径为φ14。引压管的管 路应保持垂直，或者与水平线之间不小于1∶10的倾斜 度，必要时要加装气体、凝液、微粒收集器等设备，并 定期排放收集物。
《压力检测及仪表》课件
调整零点、量程，检查传感器是否损坏
压力仪表无法通讯
检查通讯线路、接口是否正常，协议是否匹 配
CHAPTER
05
新型压力检测技术及发展趋势
新型压力检测技术的特点与应用
特点
高精度、快速响应、低成本、智能化
应用领域
工业自动化、航空航天、医疗设备、科研实验等
新型压力检测技术的发展趋势与展望
发展趋势
集成化、微型化、网络化、智能化
压力检测是利用各种传感器和测 量仪表来测量气体或液体的压力
，以了解其压力状态的过程。
压力检测在工业生产、航空航天 、医疗等领域具有重要意义，是 保证设备和系统安全、稳定运行
的关键。
压力检测的原理与分类
01
总结词：压力检测的原理与分类
02
压力检测的原理主要是基于压力传感器的物理效应，如压阻效
应、压电效应等。
《压力检测及仪表》 PPT课件
CONTENTS
目录
• 压力检测技术概述 • 压力仪表的种类与特点 • 压力检测系统的设计与应用 • 压力仪表的校准与维护 • 新型压力检测技术及发展趋势 • 压力检测及仪表行业的发展前景
CHAPTER
01
压力检测技术概述
压力检测的定义与重要性
总结词：压力检测的定义与重要 性
电容式压力传感器
利用电容效应，将压力转换为 电容量变化，再通过电子测量 电路转换为电压或电流信号输 出。
压阻式压力传感器
利用半导体材料的压阻效应， 将压力转换为电阻值变化，再 通过测量电路转换为电压或电
流信号输出。
压力仪表的特点与应用
弹簧管压力表
膜片压力表
结构简单、价格低廉、使用方便，适用于 一般工业气体、液体和蒸汽的压力检测。
压力仪表无法通讯
检查通讯线路、接口是否正常，协议是否匹 配
CHAPTER
05
新型压力检测技术及发展趋势
新型压力检测技术的特点与应用
特点
高精度、快速响应、低成本、智能化
应用领域
工业自动化、航空航天、医疗设备、科研实验等
新型压力检测技术的发展趋势与展望
发展趋势
集成化、微型化、网络化、智能化
压力检测是利用各种传感器和测 量仪表来测量气体或液体的压力
，以了解其压力状态的过程。
压力检测在工业生产、航空航天 、医疗等领域具有重要意义，是 保证设备和系统安全、稳定运行
的关键。
压力检测的原理与分类
01
总结词：压力检测的原理与分类
02
压力检测的原理主要是基于压力传感器的物理效应，如压阻效
应、压电效应等。
《压力检测及仪表》 PPT课件
CONTENTS
目录
• 压力检测技术概述 • 压力仪表的种类与特点 • 压力检测系统的设计与应用 • 压力仪表的校准与维护 • 新型压力检测技术及发展趋势 • 压力检测及仪表行业的发展前景
CHAPTER
01
压力检测技术概述
压力检测的定义与重要性
总结词：压力检测的定义与重要 性
电容式压力传感器
利用电容效应，将压力转换为 电容量变化，再通过电子测量 电路转换为电压或电流信号输 出。
压阻式压力传感器
利用半导体材料的压阻效应， 将压力转换为电阻值变化，再 通过测量电路转换为电压或电
流信号输出。
压力仪表的特点与应用
弹簧管压力表
膜片压力表
结构简单、价格低廉、使用方便，适用于 一般工业气体、液体和蒸汽的压力检测。
过程装备与控制工程--压力检测及仪表
第三章 检测技术 a、弹簧管： 、弹簧管：
——压力传感器 是一根弯成2700圆弧的椭圆 形截面的空心金属管子。 固定端 O：输入压力P 自由端 Q：产生位移△X Q： △ P → △X △ X = K1P 或 △ γ = K1P
《过程设备控制技术》
△γ
△X
γ = 2700 O
Q
P
第三章 检测技术 b、传送放大机构： 、传送放大机构：
第三章 检测技术
§2 压力检测及仪表 一、概述： 概述： 概述 压力定义：单位面积所受的作用力。 压力定义 F 标准单位：Pa ( N/m2 ) 公式： 公式 P = S kPa MPa 绝对压力 P绝 P绝＞ P大 压力表示方法： 表压力 P表 压力表示方法 负压力 P负 P绝＜ P大 （真空度） 压力仪表可分为四大类: 压力仪表可分为四大类: 液柱式压力计 弹性式压力计 电气式压力计 活塞式压力计 P
1×106 9.807× 104 1.0133× 105 1.3332× 102 9.806× 103 6.895× 103 1×105
1 9.807× 10-2 0.10133 1.3332× 10-4 9.806× 10-3 6.895× 10-3 0.1
10.197
9.869
1.450×102
《过程设备控制技术》
1/3～2/3 ～ 需要确定： 需要确定： （1）仪表量程 仪表量程：根据被测压力的大小。 仪表量程 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 仪表精度：根据生产允许的最大检测误差。 仪表精度 （3）仪表种类、型号：根据被测介质性质、现场环境条件。 仪表种类、型号 仪表种类 P刻min P刻max
第五章压力测量及其仪表
活塞式压力表
工作原理：加压泵压缩活塞内 的介质，使其具有压力P，这个压 力作用到活塞的有效面积F上形成 向上的作用力FP，当此力与活塞、 承重盘、砝码的总重量G平衡时， 那么介质的压力P=G/F，F为有效 面积，活塞压力计的有效面积在 铭牌或检定书上给出，一般为 1cm2、0.1cm2。
分类：①应变片：受压时，电阻的尺寸L、S发
生变化，引起电阻的变化。 ②半导体扩散硅：在压力的作用下，电阻
率发生变化。 通常半导体扩散硅电阻变化的灵敏度要远远高
于应变片，大约为100倍。
第五节 压力检测仪表的选择与校验
一．压力检测仪表的选择
①测压范围，②被测介质的物理化学性 质，③测试精度要求。
2. 重力加速度变化的影响及修正
标准重力加速 度下的工作液
柱高度
hn
g gn
h
使用地点的工 作液柱高度
3．毛细现象的影响 为了减少该误差，通常要求测量管的内径一 般不小于10mm。
问题？
1. 斜管式微压计用水作介质，可以吗？
2. 液柱式压力计，水作工作介质，为了便于读 数，在水中加入红墨水，可以吗？
简化为： P gh2
直管
存在问题？
三、斜管式压力计
主要用于测量微小的压力、负压和压
差。为了减少读数的相对误差，拉长
液柱，将测量管倾斜放置。
P1
h2 l sin a
P2
L
h1 A1
lA2
h1
A2 A1
l
h1
h2
(1h1
h2h)2)Pggg( (AAAA(12h12l1llhls2si)ninaa)g)(ggAA12
即1n的力垂直均匀作用在1m2的面积上所形成的压力值为的面积上所形成的压力值为1pa21222kgm1pa1nm11kgmsms?????二压力的表示方法?绝对压力pj?大气压力pd?表压力pbpbpjpd?真空度pz负压pzpdpj三压力的单位?过去采用的压力单位工程大气压力过去采用的压力单位工程大气压力kgfcm2毫米汞柱mmhg毫米水柱mmh2o物理大气压atm巴barpsi等均应改成法定计量单位帕
压力检测及仪表
1643年，意大利人托里拆利首先测定标准的 大气压力值为760毫米汞柱，奠定了液柱式压力 测量仪表的基础。1847年，法国人波登制成波 登管压力表，由于结构简单、实用，很快在工 业中获得广泛应用，一直是常用的压力测量仪 表。
二十世纪上半叶出现了远传压力表和电接点 压力表，从而解决了压力测量值的远距离传送 和压力的报警、控制等问题。60年代以后，为 适应工业控制、航空工业和医学测试等方面的 要求，压力测量仪表日益向体积轻巧、耐高温、 耐冲击、耐振动和数字显示等方向发展。
如果被测介质是气体，可得到被测压力值px为 Px=ρgh
式中：ρ---工作液体的密度（kg/m3）； g---重力加速度（m/s2）。
如果被测介质是液体，平衡时还要考虑被测介 质的密度，被测压力为
Px=h(ρ-ρx)g
式中： ρx---被测介质的密度（kg/m3）
液柱式压力计的特点
结构简单、使用方便、价格便宜，在一定的 条件下比较容易得到较高的精度，目前还有广 泛的用途。但是由于它不能测量较高的压力， 也不能进行自动的指示和记录，所以它的应用 范围受到限制。一般可作为实验室中低压的精 密测量方法以及用于仪表的检定校验。
拉杆
调整螺钉
电接点压力表
124 35
~
●弹簧管压力计特点
结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固可靠、 价格低廉、测量范围宽及有足够的精确度。可实现 压力的记录、远传、信号报警和自动控制等。是工 业上应用最广泛的测压仪表。
●弹簧管压力计使用安装中注意事项
（1）仪表应工作在正常允许的压力范围内，在 静压力下一般不应超过测量上限的70%，在波动压 力时，不应超过测量上限的60%； （２）工业用压力表应在环境温度为-40℃~60℃， 相对湿度不大于80%的条件下使用； （３）仪表安装处与测量点间的距离应尽量短，以 免指示迟缓； （４）在振动情况下使用仪表时要装减振装置；
二十世纪上半叶出现了远传压力表和电接点 压力表，从而解决了压力测量值的远距离传送 和压力的报警、控制等问题。60年代以后，为 适应工业控制、航空工业和医学测试等方面的 要求，压力测量仪表日益向体积轻巧、耐高温、 耐冲击、耐振动和数字显示等方向发展。
如果被测介质是气体，可得到被测压力值px为 Px=ρgh
式中：ρ---工作液体的密度（kg/m3）； g---重力加速度（m/s2）。
如果被测介质是液体，平衡时还要考虑被测介 质的密度，被测压力为
Px=h(ρ-ρx)g
式中： ρx---被测介质的密度（kg/m3）
液柱式压力计的特点
结构简单、使用方便、价格便宜，在一定的 条件下比较容易得到较高的精度，目前还有广 泛的用途。但是由于它不能测量较高的压力， 也不能进行自动的指示和记录，所以它的应用 范围受到限制。一般可作为实验室中低压的精 密测量方法以及用于仪表的检定校验。
拉杆
调整螺钉
电接点压力表
124 35
~
●弹簧管压力计特点
结构简单、使用可靠、读数清晰、牢固可靠、 价格低廉、测量范围宽及有足够的精确度。可实现 压力的记录、远传、信号报警和自动控制等。是工 业上应用最广泛的测压仪表。
●弹簧管压力计使用安装中注意事项
（1）仪表应工作在正常允许的压力范围内，在 静压力下一般不应超过测量上限的70%，在波动压 力时，不应超过测量上限的60%； （２）工业用压力表应在环境温度为-40℃~60℃， 相对湿度不大于80%的条件下使用； （３）仪表安装处与测量点间的距离应尽量短，以 免指示迟缓； （４）在振动情况下使用仪表时要装减振装置；
压力检测及仪表_化工仪表
0.986923×1 0-5
9.67841×10
-5
0.101972 1×10-8 10×103 10.1972× 103 10.3323× 103
7.50062×1 0-3
0.0735559 735.559 750.061 760 73.5559×1 0-3 1 51.7151
145.038×1 0-6
0.00142233 14.2233 14.5038 14.6959 1.42233×1 0-3 0.0193368 1
0.967841 0.986923 1 9.67841×10
-5
(kgf/cm2) 巴 (bar) 标准大气压 (atm) 毫米水柱 4℃ (mmH2O) 毫米水银柱 0℃ (mmHg) 磅/英寸2 (lb/in2,psi)
表压力
大气压p0
1.01325×105Pa
负压或真空度 ph
表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之差，即
p pa p0
ph p0 pa
真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，即 由于各种工艺设备和检测仪表通常是处于大气之中，本身就承受着大气压力，因此工程
3.2.3 液柱式压力检测
p1 p2 p1 p2
以液体静力学原理为基础，一般采用水银或水为工 作液，用U型管进行测量，常用于较低压力、负压或 压力差的检测。
h
p p2 p1 gh
特点：直观、可靠、准确度较高等，但 U 形管只能测量 较低的压力或差压，为了便于读数， U 形管一般是用玻 璃做成，易破损，另外它只能进行现场指示。 用U形管进行压力检测，其误差来源主要有：
0.101972
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一、概述
压力定义：单位面积所受的作用力。
P F S
标准单位：Pa ( N/m2 ) kPa P
压力表示方法：
P绝
MPa
绝对压力 P绝 表压力 P表 P绝＞ P大 负压力 P负 P绝＜ P大 （真空度）
P表
大气压力线 P大
P绝
P负
绝对零压力线
一、概述
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。
结构简单、方便、便宜、测量范围宽，用途广泛， 可增附加机构（记录、报警等）。
三、电气式压力计
1、霍尔片式
B
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。
其大小为： VH=RHIB
+ + +
RH——霍尔常数， 与材料、几何尺寸有关。 I
当电流I和RH不变时，VH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。
作标准表
二、弹簧管压力表
（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。
P =CS
弹性元件
P
S
（二）弹簧管压力表的结构
弹簧管 传送放大机构 显示装置
二、弹簧管压力表
a、弹簧管——压力传感器
是一根弯成2700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 △X = K1P
介质为气体α＜45°
二、压力计的安装
（2）导压管
长度：3~50m，内径：6~10mm。装切断阀和伴热管
（3）压力计
压力计与管道不在同一水平时，应进行修正。
Hρg
测量特殊介质（高温、腐蚀、粘性）时，采取相应措施
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
利用弹性元件产生的位移与被测压力相平衡。
电气式压力计
将被测压力转变成电信号
压力单位换算表
压力单位
帕Pa
兆帕 MPa
工程大气压 Kgf/cm2
物理大气压 atm
汞柱 mmHg
水柱 mH2O
磅/英寸2 1b/in2
巴 bar
帕
1
1×10-6
1.01197×10-5
兆帕
工程 大气压
物理 大气压
1×106
三、电气式压力计
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。
y0
S
N
N
S
B
－
1 2
y0
0
+21 y0 y
2、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）。
2、电容式压力（差压）变送器
测量部分
引线
高压室 隔离膜片
低压室
隔离膜片 硅油（阻尼）
弧形电极 感压膜片
弧形电极
2、电容式压力（差压）变送器
（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
△S =K△PX
△C
当△PX=0时，Ci1= Ci2 △C=0
A
当△PX≠0时，Ci1= S o S A
Ci1
P刻max
②仪表精度等级：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。
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。
αα
αα
介质为液体α＜45°
9.807× 104
1.0133×1 05
1
9.807× 10-2
0.10133
汞柱
1.3332×1 1.3332×
02
10-4
水柱 磅/英寸
巴
9.806× 103
6.895× 103
1×105
9.806× 10-3
6.895× 10-3
0.1
10.197 1
1.0332 1.3595×10-5
0.1000 0.07031 1.0197
最小量程
1.6／3=0.53 ＜0.8 ，
最大量程
1.6×2／3=1.07 ＞1. 0
量程满足（0.8～1.0MPa）要求。
1.6×1.5%=0.024＜0.05
该表可用于某容器罐
误差满足要求
的压力检测。
液柱式压力计
利用静力学的原理，将被测压力转变成 液柱高度
P1
P2
P1
0
U型管
0 0
P2
单管
弹性式压力计
作业：1、P91 26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？
例P91 26题：
基本误差= 0.015/1.6×100%=0.94% ＜1.5%
变差= 0.02／1.6×100%=1.25% ＜1.5% 。
都小于该表的允许误差，所以该表合格。
9.869×10-6 9.869 0.96778 1
Ci2
△C=
Ci2=
2AS
S
2 0
S
2
So
S
So △S
当△S很小时，△C与△S成线性关系。
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。
或 △ γ = K2P
△γ
γ = 2700
△X
Q
O
P
二、弹簧管压力表
b、传送放大机构
△α △X → △α △α =K2 △ X
△X
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
调整螺钉：可进行量程调整 游丝： 克服变差
二、弹簧管压力表
c、显示装置
指针： 刻簧管压力表的选择及安装
（一）压力表的选用
1/3～2/3
①仪表量程：根据被测压力的大小。
P测测ma量氧x≤氨气2/3气：（严：P禁弹刻m沾簧ax有管－油用P脂不刻m以锈in免钢）爆，＋炸不P；能刻m用in 铜；P刻min P测m量in ≥乙1/炔3（：P禁刻止ma用x －铜P垫刻片min。）＋ P刻min
复习
1、检测仪表的组成：检测元件+变换放大机构+显示 2、仪表的测量范围和量程 3、测量误差的分类与计算
4、仪表精度等级的确定与选择
1. 5
1. 5
本章主要学习四大参数的常用检测原理。
常见的检测仪表类型
第二节 压力检测及仪表 一、概述 二、弹簧管压力表
三、电气式压力计
四、智能型压力变送器
五、弹簧管压力表的选择及安装