仪表基础知识讲座优秀课件
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仪表基础知识完整ppt课件
2024/3/12
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仪表的分类
一、常规仪表 二、主控室DCS及PLC
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常用仪表的信号
仪表常用的电信号包括： 4—20mADC信号 1—5VDC信号 脉冲信号 RTD（热电阻）PT100信号 mV信号(热电偶)
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最常使用的一个工具
万 用 表
温度开关
传统的温度开关多 为机械式，其分为： 蒸气压力式温控器、 液体膨胀式温控器、 气体吸附式温控器、 金属膨胀式温控器。 目前我厂没有使用 该产品。
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温度仪表
非接触式温度计
非接触式温度计是靠红外辐 射，亮度，色差等方法感应、 比较，得出被测物件温度。 好处是可遥测，量程大，可 测极高温物件。如红外测温 计、亮度测温计等。缺点是 一般精度不高。 但是作为工 厂辅助测温元件是不可缺少 的。
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双金属温度计
由于两种金属的热膨胀系数不同，双金属片在温度改变时， 两面的热胀冷缩程度不同，因此在不同的温度下，其弯曲 程度发生改变。利用这一原理，制成温度计叫双金属温度 计。
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压力式温度计
压力表式温度计的测量原理 压力表式温度计是根 据在封闭容器中的液体、气体或低沸点液体和饱 和蒸汽，受热后体积膨胀或压力变化这一原理而 制作的，并用压力来测量这种变化，从而测得温 度。 压力表式温度计主要由以下三部分组成： 1. 温包——温包是直接与被测介质相接触来感受温 度变化的元件，因此要求它具有高的强度，小的 膨胀系数，高的导热率以及抗腐蚀等性质，根据 所充工作介质和被测介质的不同，温包可用铜合 金，钢或不锈钢来制造。 2.毛细管——它是用铜 或钢等材料冷拉成的无缝圆管，用来传递压力的 变化。 3.弹簧管——它就是一般压力表用的弹性 元件。
仪表基础知识培训ppt(共107张PPT)精选全文
灵敏度：测量的反应时间
仪 表
显
反应时间：显示值变化相 示
值
对于实际值变化的滞后时间。
被测变量
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检测系统的构成图
被
敏
信
信
测 参 数
感
号
元 件
变 换
号 传 输
+ -
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显示
信
号
测
记录
量
控制
A/D
PLC
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仪表的分类
自动化控制仪表可简单的分为 检测仪表 显示仪表 控制仪表 执行器
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检测仪表的性能
5. 可靠性
仪表可靠性是化工企业仪表专业重点关心的另一重要性能指标 ，仪表可靠性和仪表维护量是成反比的，仪表可靠，则仪表维
护量就小。通常用平均无故障时间（MTBF）来描述仪表可靠 性，MTBF越大，仪表可靠性越高。
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检测仪表的性能
6. 灵敏度与反应时间
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检测仪表的性能
3. 重复性
重复性是指在不同测量条件下，如不同方法，不同观测者， 在不同的测量环境对同一被测的量进行检测时，得到测量结 果的一致程度。与变差相反，随着智能仪表的发展，重复性 将成为仪表的重要性能指标。
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检测仪表的性能
4. 稳定性
在规定工作条件下，仪表某些性能随时间保持不变的能力称未 稳定性。仪表稳定性在我们化工仪表中是一个需重点关心的指 标，由于化工企业的环境比较恶劣，压力、稳定及腐蚀性因素 会使仪表部件随应用时间变长而保持稳定能力降低，仪表稳定 性也会下降。
仪表基础指示培训讲义(PPT38页)
生 产 过 程 概自 念动 化 的 基 本
（四）自动调节系统：生产过程中各种工 艺条件不可能是一成不变的，生产过程大 多属连续生产，各设备都相互关联着，其 中某以设备中的工艺条件发生变化时，都 可能引起其它设备中某些参数波动，或偏 离正常的工艺条件时，为了保证生产能按 预定生产技术指标的要求正常运行，就需 要一些自动调节装置，对生产中某些重要 的参数进行自动调节，使它们在受到外界 干扰的影响而偏离正常状态时，能自动地 回复到规定的数值范围内系统
绝对压力之差，即P表压＝P绝对压力－P大气压
力。 当被测压力低于大气压力时，一般用负压
或真空度来表示，它是大气压力与绝对压力之
差，即P真空度＝P大气压力－P绝对压力
1、压力仪表类型的选用
仪表类型的选用必须满足工艺生产的要求。例如
是否需要远传、自动记录或报警；被测介质的
性质（如被测介质的温度高低、粘度、大小、
光学式 、比色式 热敏探测、光电探测、热电探测 玻璃液体、双金属 液体、气体、蒸汽 K型、E型、B型、S型、T型 Cu50、 Cu100、 Pt10、 Pt100
A
2、热电偶测稳基本原理
t
t0
将两种不同材料的导体或半导 体A和B焊接起来，构成一个闭合
单元组合 电、气 智能
温度
膨胀式，热电偶，热电阻，辐射
单元组合
智能
流量
节流式，转子式，靶式，电磁，漩涡
单元组合 电、气 智能
物位
直读，浮力，静压，声波，敷设，光学
单元组合 电、气 智能
成分
显示仪表
PH,氧化锆，色谱，红外，紫外
模拟和数字
实验室和流程
单点、
指示和记录
电、气 多点、
仪表基础知识PPT课件
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2、 压力的测量与变送
主要压力检测仪表：
（1）弹簧管压力表
弹簧管压力表是压力仪表的主要组成部份之
一，它有着极为广泛的应用价值 ，它具有结构简单，
品种规格齐全、测量范围广、便于制造和维修和价格
低廉等特点。弹簧管压力表是单圈弹簧压力表的简称。
它主要由弹簧管、齿轮传动机构（包括拉杆、扇形齿
轮、中心齿轮）、示数装置（指针和分度盘）以及外
式压力表，为保证弹性元件能在弹性变形的完全范围内可靠地工作，
量程的上限值应高于工艺生产中可能的最大压力值。根据"化工自控
设计技术规定"，在测量稳定压力时，最大工作压力不应超过量程的
2/3；测量脉动压力时，最大工作压力不超过量程的1/2； 测量高压
压力时，最大工作压力不应超过量程的3/5。
为了保证测量的准确度，所测的压力值不能太接近于仪表的
需的。
在工程上，流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体的
体积或质量，即瞬时流量。
流量的计量单位如下:
表示体积流量的单位常用立方米每小时 (m3/h)、升每分 (I/min)、 升每秒(l/s)等；
表示质量流量的单位常用吨每小时 (t/h)、千克每小时 (kg/h)、 千克每秒 (kg/s)等。
的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除 引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用。 四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其 中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过 另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的 电阻影响，主要用于高精度的温度检测 。
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1、 温度的测量
1.3双金属温度计 双金属温度计是一种测量中低温度的现场检测仪表。双金
仪表基础知识大全 ppt课件
1、 温度的测量与变送
对于制作热电阻丝的材料是有一定技术要求的，一 般应具有下列特性；电阻温度系数要大，则测量灵敏度就 高；热容量要小，则对温度变化的响应就快，即动态特性 较好；电阻率要大，则相同的电阻值下电阻体体积就小， 因而热容量也小；在整个测温范围内，具有稳定的物理和 化学性质；要容易加工，有良好的复制性，电阻与温度的 关系最好近于线性或为平滑的曲线，以便于分度和读数； 价格便宜等。根据具体情况，目前应用最广泛的是铂和铜， 分度号Pt50铂电阻、分度号Pt100铂电阻和分度号Cu50铜 电阻、分度号Cu100铜电阻。相应的分度表 (电 阻值与温 度对照表)可在相关资料中查到。热电阻是由电阻体、保护 套管以及接线盒等主要部件所组成。除电阻体外，其余部 分的结构形状一般与热电偶的相应部分相同。
1、 温度的测量与变送
由于热电极的材料不同，所产生的接触电势亦不同，因此不同 热电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的，这在 各种热电偶的分度表中可以查到。根据热电测温的基本原理，理论上 似乎任意两种导体都可以组成热电偶。但实际情况它们还必须进行严 格的选择，热电极材料应满足如下要求。
一、四大参数的测量原理及仪表
现场仪表测量参数的分类： 现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四 大参数。 下面就着重介绍一下这四大参数的测量原理，以 及测量这四大参数所运用的仪表。
1、 温度的测量与变送
下表列出了常用测温仪麦的测温原理、测温范围和主要 特点。表中所列的各种温度计，机械式的大多只能就地指示， 幅射式的精度较差，只有电的测温仪表精度高，且测温元件 很容易与温度变送器配用，转换成统一标准信号进行远传， 以实现对温度的自动记录和调节。因此，在生产过程控制中 应用最多的是热电偶和热电阻温度计。本节仅介绍这两种温 度计。
仪表专业现场仪表基础知识ppt课件
测量误差-----在测量过程中测量结果与被测量的真值之间会 有一定的差值。它反映了测量结果的可靠程度。
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3、测量误差的分类
按误差的数值表示来分，分为绝对误差、相对误差和引用误差
绝对误差-----指测量结果与被测量的真值之差。 相对误差-----指绝对误差与真值或测量值之百分比。 引用误差-----指绝对误差与测量范围上限值或测量
精度低、不能离开测量点测量 , 量程与使用范围均有限
0 ～300（-50 ～ 600）
结构简单、不怕震动、具有 精度低、测量距离较远时 ,仪表
防爆性、价格低廉、能记录、 的滞后性较大、一般离开测量点
报警与自控
不超过 10米
0 ～500（-50 ～ 600）液体型 0 ～100（-50 ～ 200）蒸汽型
仪表基础知识
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目录
第一章、仪表基础知识 第二章、温度测量仪表 第三章、压力测量仪表 第四章、流量测量仪表 第五章、物位测量仪表 第六章、过程分析仪表 第七章、执行机构和控制阀 第八章、DCS系统介绍
第一章 仪表基础知识
一、基本概念 1、过程参数检测基本概念
过程参数检测-----指连续生产过程中的温度、压力、流量、 液位和成分等参数的检测。
检测仪表根据被测变量分为：压力仪表、温度仪表、流量仪表、 物位仪表、成分分析仪表。
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仪表分类表
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二、仪表主要性能指标
在工程上仪表性能指标通常用准确度（又称精度）、变差、灵敏 度来描述。仪表工校验仪表通常也是调校精确度、变差和灵敏度三项。
1、准确度和准确度等级
仪表精确度：简言之就是仪表测量值接近真值的准确程度，通常用相 对百分误差（也称相对折合误差）表示。
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3、测量误差的分类
按误差的数值表示来分，分为绝对误差、相对误差和引用误差
绝对误差-----指测量结果与被测量的真值之差。 相对误差-----指绝对误差与真值或测量值之百分比。 引用误差-----指绝对误差与测量范围上限值或测量
精度低、不能离开测量点测量 , 量程与使用范围均有限
0 ～300（-50 ～ 600）
结构简单、不怕震动、具有 精度低、测量距离较远时 ,仪表
防爆性、价格低廉、能记录、 的滞后性较大、一般离开测量点
报警与自控
不超过 10米
0 ～500（-50 ～ 600）液体型 0 ～100（-50 ～ 200）蒸汽型
仪表基础知识
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目录
第一章、仪表基础知识 第二章、温度测量仪表 第三章、压力测量仪表 第四章、流量测量仪表 第五章、物位测量仪表 第六章、过程分析仪表 第七章、执行机构和控制阀 第八章、DCS系统介绍
第一章 仪表基础知识
一、基本概念 1、过程参数检测基本概念
过程参数检测-----指连续生产过程中的温度、压力、流量、 液位和成分等参数的检测。
检测仪表根据被测变量分为：压力仪表、温度仪表、流量仪表、 物位仪表、成分分析仪表。
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仪表分类表
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二、仪表主要性能指标
在工程上仪表性能指标通常用准确度（又称精度）、变差、灵敏 度来描述。仪表工校验仪表通常也是调校精确度、变差和灵敏度三项。
1、准确度和准确度等级
仪表精确度：简言之就是仪表测量值接近真值的准确程度，通常用相 对百分误差（也称相对折合误差）表示。
《仪表基础知识》PPT课件_OK
控制参数，注意一定要在现场确定调节阀
阀位与DCS调节器输出是否一致。
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• 如果在调节阀阀位发生微小改变时， 发现趋势曲线发生突变或跳跃到最大
或最小，则应该是仪表系统出现了故 障。
• 如故障出现以前仪表记录曲线一直表
现正常，后来工艺参数曲线变得毫无
规律或使系统难以控制，甚至连手动
操作也不能控制，则此故障可能是工
流量喷嘴、文丘里、阿牛巴等。
3
➢2.就地显示仪表：
主要有普通压力表，双金属温度计， 温包式温度计，磁力液位计，浮筒 液位计，转子流量计及各类气动仪 表。
4
• 3.电开关（接联锁或报警系统） 有温度开关、压力开关、液位 开关、流量开关等仪表。
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• 4.就地控制仪表 • 这类仪表都是气动仪表。如气
谢谢
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操作没有变化，则很可能是仪表控制系统电缆接触不良。
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2、压力控制系统
• 压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时，首先检查工艺操作有无变化，这种变化 多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。
• 压力控制系统仪表记录出现直线，工艺操作变化了压力但指示还是不变化，一般故障 出现在压力测量系统中，
• 一般采用的是两线 制
热电阻：
根据不同温度下导体
电阻不同的原理测 量
• 适合中、低温系统 的温度测量（-270
℃--400 ℃）
• 一般采用的是三线
制
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压力的检测方法
液柱式压力检测 弹性式压力检测 电气式压力检测 活塞式压力检测
U形管 （用于微压测量）
弹簧管、膜片、 波纹管
（用途广泛、 现场直读）
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3) 浮力式 基于阿基米德定理，漂浮于液面上的 浮子或浸没在液体中的浮筒，在液位 发生变化时其浮力发生相应的变化。 这类液位检测仪表有浮子式、浮筒式 和翻转式等。
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热敏电阻
（负温度系数热敏电阻 NTC ）
电阻温度系数约为铂电阻的4～9倍，且本身电阻值较高。半导体 热敏电阻的电阻-温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差。
温度检测仪表
14 2020/10/19
压力检测仪表
15 2020/10/19
v液柱测压法
Ø压力检测方法 v弹性变形法
v电测压力法
v弹簧管压力表
温度检测仪表
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Ø应用热膨胀原理测温
测量原理
物体受热时产生膨胀
液体膨胀式温度计
固体膨胀式温度计
玻璃管温度计
双金属温度计
温度检测仪表
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Ø应用热电效应测温
测量原理
热电极
两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端 T﹥ T0时，回路中会产生热电势 热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定
仪表基础知识讲座优秀课件
1 2020/10/19
概述
温度检测仪表 压力检测仪表 流量检测仪表
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温度检测仪表
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Ø温度检测的基本知识
温度：反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过 程相联系。
温度概念的建立及测量：以热平衡为基础的， 温度最本质的性质：当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生
温度检测仪表
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非接触测温
温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐 射能量进行热交换，由辐射能的大小来推算被测 物体的温度。
(1) 辐射式温度计 (2) 光纤式温度计
不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。
特点 精度一般不高。
温度检测仪表
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温标
摄氏温标
---------是把标准大气压下纯水的冰融点定为0度， 纯水的沸点定为100度的一种温标。在0度和100度之 间分成100等分，每一分为一摄氏度，符号为℃。 华氏温标
导热换热，换热结束后两物体处于热平衡状态，则它们具 有相同的温度。 测量方法：接触式测温和非接触式测温
温度检测仪表
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接触式测温
温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温 度相等。
(1) 膨胀式温度计 (2) 热电阻温度计 (3)热电偶温度计 (4)其他原理的温度计
特点
直观、可靠，测量仪表也比较简单
Ø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
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。
压力检测仪表
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Ø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
P
P
弹簧管式弹性 元件
膜片式弹性元 件
压力检测仪表
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电动单元组合仪表（简称为DDZ仪表）
DDZ-Ⅱ型仪表为0～10mADC DDZ-Ⅲ型仪表为4～20mADC
压力检测仪表
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Ø压力检测仪表
v智能差压（压力）变送器
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。
Ø压力检测仪表 v霍尔式压力表
v差压（压力）变 送器
压力检测仪表
ü力平衡式压力变送器
ü微位移式变送器
ü智能差压（压力）变送器
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Ø压力的基本概念
垂直而均匀地作用在单位面积上的力
Ø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）
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温度检测仪表
13 2020/10/19
常用热电阻
铂电阻
电阻率较大，电阻-温度关系呈非线性，但测温范围广，精 度高，且材料易提纯，复现性好 工业用铂电阻分度号为Pt100和Pt10
铜电阻
电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且 其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在100℃以上易被氧化 工业用铜热电阻的分度号为Cu50和C0/10/19
热电偶结构
为保证热电偶的正常工作，热电偶的两极之间以及与 保护套管之间都需要良好的电绝缘，而且耐高温、耐 腐蚀和冲击的外保护套管也是必不可少的。
1. 普通型装配式结构 2. 柔性安装型铠装结构
温度检测仪表
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使用补偿导线注意问题
不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同 连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分 别与热电偶的正负极一一对应 补偿导线连接端的工作温度不能超出 （0~100℃），否则会给测量带来误差。
温度检测仪表
12 2020/10/19
Ø热电阻温度计
应用于-200~600℃范围内的温度测量 热电阻＝电阻体（最主要部分）＋绝缘套管＋接线盒
热电阻的材料要求： 电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热
容量要小，在测量范围内，应具有稳定的物理 和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于线 性； 应有良好的可加工性，且价格便宜。
---------规定在大气压下，纯水的冰融点为32度， 纯水的沸点为212度，中间划分为180等分，每一分 为一华氏度，符号为℉。
温度检测仪表
7 2020/10/19
温标
国际实用温标 ---------是一种符合热力学温标又使用简单的温标。
热力学温标 ---------又称开尔文温标，单位为开尔文（K）。
弹簧管压力表
刻度盘
游丝
中心齿轮 弹簧管
指针 扇形齿轮
接头
压力检测仪表
拉杆 调整螺钉
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Ø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）直接把被测压力变换 为电信号来进行测量的。
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；
压力检测仪表
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Ø压力测量仪表的选用
•仪表种类和型号的选择
工艺要求 现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信号报警 介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性 现场环境 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性
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 一物理性质与压力有关，如压电式、压阻式、压磁式等。
压力检测仪表
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Ø差压（压力）变送器
作用：将各种物理量转换成统一的标准信号
差压变送器 力平衡式变送器 位移平衡式变送器
气动单元组合仪表（简称为QDZ仪表）
20～100KPa