弹簧式压力表原理培训

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总 结
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淄博飞雁先行测控技术有限公司
弹簧管式压力表理论培训
培训目的
目标： 弹簧管式压力表测压原理 产品零部件用途 产品技术性能指标 压力表误差计算 讨论
第一节 弹性元件及特性
弹簧式压力仪表的制造原理是： 利用弹性元件在弹性范围内的变形与所受外界压力成正比的 原理制成的测压仪器。 下面介绍一下弹性元件的有关特性和力学 性能。 一、弹性元件 在工业自动化装置中，通常把利用材料的弹性特性完成各种 功能的元件称为弹性元件。 弹性元件所能完成的功能有如下几个方面： 1.对被测物理量进行变换 如把一些难以直接测量的压力、流量、温度等物理量转换成 便于测量的长度、角度、或把流量、温度、电流、电压方便的 转换成力、压力和力矩来测量。 2.介质隔离 如在强腐蚀性或粘滞介质中使用的仪表，为防止这些介质进 入测量元件的内部，可采用弹性元件进行隔离。（膜片）
①弹簧管：它是一根弯曲成圆弧形状、常常为椭圆形横截面的空 心管子。它的一端焊接在压力表的管座上固定不动，并与被测压 力的介质相连通，管子的另一端是封闭的自由端，在压力的作用 下，管子的自由端产生位移，在一定的范围内，位移量与所测压 力呈线性关系。 ②传动机构：一般称为机芯，它包括扇形齿轮、中心齿轮、游丝 和上下夹板、支柱等零件。传动机构的主要作用是将弹簧管自由 端的微小位移加以放大，并转换成仪表指针的圆弧形旋转位移。 ③指示机构：包括指针、刻度盘等，其作用是将指针的旋转位移 通过刻度盘的分度指示出对应的被测压力值。 ④ 表壳：主要作用是固定和保护上述三部分以及其他的零部件。
普通压力表标准等级精度量程
外壳公称直径（mm） 精确度等级
压力表精确度等级
40；60
100 150；200；250
2.5；4.0
1.6；2.5 1.0；1.6
（根据GB/T1226类型 2001一般压力表）
压力表
测量范围（MPa） 0~0.1；0~1；0~10；0~100 0~0.16；0~1.6；0~16；0~160 0~0.25；0~2.5；0~25；0~250 0~0.4；0~4；0~40；0~400 0~0.6；0~6；0~60；0~600 -0.1~0 -0.1~0.06；-0.1~0.15；-0.1~0.3 ；-0.1~0.5 -0.1~0.9；-0.1~1.5；-0.1~2.4
例(1)求准确度等级为0.25级，测量范围为(0-1.6)MPa的 精密压力表的允许误差？ 解：允许误差=1.6×(±0.25％)= ±0.004(MPa) 例(2)有一只1.6级压力真空表，真空部分为-0.1MPa， 压力部分为0.15MPa，求允许基本误差？ 解：允许基本误差= ±[(‫׀‬上限 ‫ ׀‬+ ‫ ׀‬下限 ‫× ) ׀‬1.6%] = ±[(0.15+0.1) ×1.6%] = ±0.004(MPa) 例（3）出口压力精度等级按1.5，量程范围（-10-10)PSI 的允许误差 允许误差= 20×(±0.1.5％)= ±0.3PSI 1PSI=6.895kPa 表盘共40小格，一格为20/40=0.5PSI.
污物），然后分别情况，对症处理，如属于缺齿，断齿，则更 换新的，或转动机芯躲开这点。 2.示值位移 示值位移—是指在同一个压力值上，轻敲表壳前的示值与轻敲 表壳之后的示值之差。产生这种位移的原因： （1）各部件配合间隙过小，游丝张力不能克服由于间隙过小而 造成的机械摩擦力。 （2）间隙大小，虽合适，游丝力矩不够，或可到一定位置的不 够。 （3）某二个力件的接触外有损伤或有污物，因此走动受阻，只 有轻敲后（得到冲击力）才能突然越过这一点。 只要找到了上述的某个原因，就可对症下药。 3.回程误差(来回误差) 回程误差—是指压力表的升压示值与回程示值差。
压力表测量范围
真空表 压力真空表
压力表调试技巧
对于非线性的调整比较麻烦，要靠经验和耐心。往往光调某一部 分机构不能立即调好。一般先调拉杆与扇齿轮之间一夹角，再 调传动比。调夹角可调整机芯，调传动比可调整滑块。 当指针示值先负后正（先慢后快）时： 先使拉杆与扇形齿轮之间夹角变大，使指针与它整个行程都负 ，然后而调传动比。反之，使拉杆与扇形齿轮之间的夹角变小 ，使指针在整个行程中都为正，然后再调传动比。 对线性误差的调整。一般只调整传动比就可解决。当指针示值为 正差，将曲柄上的滑块向外移，相反向里移。如果在起始位置 或极限时指针超差的量很小，适当的调整一下游标的力矩，也 能解决。 对于个别点上超差而其余点均很好的压力表的调修： 可以先把压力固定在该点上，打开表壳，检查这一个齿轮的咬合 情况，各部分配合间隙松紧情况（包括是否有
弹簧管压力表转动机构示意图
•8—示值调节螺钉；9—扇形齿轮；10—中心齿轮；11—游丝； 12—下夹板；13—固定游丝螺钉。
1.扁形齿轮传动机构的组成。 扁形齿轮传动机构如图所示 ，是由拉杆，曲柄（力 臂），扁形轮，中心齿轮，游丝，指针等组成。其中 扁形轮自己的轴心在上下夹板中自由转动。上下夹板 彼此平行安装并用螺钉紧固在一起，中心齿轮，游丝 和拉杆也处于上下夹板中间，指针安装在中心齿轮的 中心上 。整个传动机构又称为机芯。 在压力的作用下，管端位移使连杆带动扁形轮绕其 自身的轴心传动，从而使与扁形轮啮合连接的中心轮 转动。使得安装在中心轮中心轴上的指针在表盘上移 动。 2.传动放大原理 传动放大就是将管端微小的位移放大一定的倍数。
四.弹簧管的工作原理 当压力经开口端进入弹簧管后，弹簧管非圆形截面力图趋于圆形 。使管子的曲率半径增大，引起自由端作伸直位移运动。

o B
′ A A
′ B
五、传动机构 弹簧管压力表的工作是通过传动放大机构来实现的，很明显 ，在这里，传动放大机构实际上就是齿轮传动。 前面讲了，当压力进入弹簧管后，弹簧管的自由端将产生位 移。由于这个位移量很小，就得有一个位移放大机构—这个机构就 是传动机构。传动机构起着两种作用—位移或位移转换成圆周运动 ，和位移放大。常见的传动机构有两类： (1)扁形齿轮传动机构 (2)杠杆传动机构 这里主要介绍扁形齿轮传动机构。
二、弹簧管压力表的结构型式 及工作原理 压力表结构： 弹簧管压力表主要由弹簧管、传动放大机构、指示机构和表 壳四大部分组成。 压力表的工作原理： 被测介质的压力进入弹簧管内，弹簧管自由端将产生位移， 该位移通过传动放大机构放大，带动指针旋转，将被测压力在 度盘上指示出来。
三 弹簧管压力表结构示意 1-表壳；2-弹簧管；3-指针；4-上夹板；5-连杆；6-刻度盘； 7-接头；8-示值调节螺钉；9-扇形齿轮；10-中心齿轮； 11-游丝；12-下夹板；13-固定游丝螺钉
1.压力表游丝利用其产生反作用力矩，使齿轮保持单向齿廓紧 密地接触，来消除中心齿轮与扇形齿齿合间隙、各传动轴孔和 连杆结合处等间隙所引起的示值不稳定状态，使指针安装平稳， 轻敲表壳示值不变。 2.当压力消除后，压力表游丝帮助指针返回零位，紧靠限止钉 或在零位分度内。
第三节
弹簧管压力表的检定
单圈弹簧管式压力表的检定，按规程JJG52-1999和JJG491999进行。 一、压力表的允许基本误差的计算 压力表的允许基本误差采用引用误差，是以测量上限的百分 数（％）表示，在整个测量范围内任何位置上的误差均不应超过 此值。
第二节
弹簧管压力表
一 、弹簧管压力表的特点 早在1849年，法国机械师波登就制造出弹簧管，并利用弹簧管制成 了压力表。一个半世纪以来，弹簧管压力表始终作为一种主要测压 仪表被广泛地用于工农业生产的第一线及军事科研和日常生活中， 它与其它测压仪表相比，具有如下特点： 1.结构简单，安装使用方便 。 2.读数直观（因为指针式，便于工作人员直接精读及了解工作运态） 3.价格便宜 4 测量范围广，且能满足必要的精度。 5.直接测量蒸汽、油、水和气体等的表压力、气压、分压和绝压。 缺点： （1）有弹性迟滞误差，精度不高 （2）反应速度慢，不宜作动态测量。