第2节压力检测及仪表资料
仪器仪表基础知识-第二节温度检测仪表
仪器仪表基础知识
补偿导线法： 补偿导线的作用是将热电偶的冷端延长，使之 延长至距离热源较远的地方或温度比较稳定的地方。 A t0‘ A’ t0
t B t0‘ B’ t0
仪器仪表基础知识
例：用镍铬—镍硅热电偶测量某一实际为 1000℃的对象温度。所配用仪表在温度为 20℃的控制室里，设热电偶冷端温度为50℃。 当热电偶与仪表之间用补偿导线或普通铜导线 连接时，测得温度各为多少?又与实际温度相差 多少?
仪器仪表基础知识
温度检测仪表
仪器仪表基础知识
常见的检测仪表
温度检测仪表 压力检测仪表 流量检测仪表 物位检测仪表 机械量的测量
仪器仪表基础知识
温度的概念
温度是表示物质冷热程度的一个量，它反映 物质内部热运动的状况，任何一种物质都是由 大量的分子组成的，这些分子总是处于热运动 的状态，分子热运动越快，物质的温度越高， 相反分子的热运动越慢，物质的温度越低。
仪器仪表基础知识
总电动势
△EAB（t，t0）=△ EAB（t）+△ EB （t，t0）- △ EAB（t0） - △ EA （t，t0） 温差电动势与接触电动势相比要小的多，因此在总电动势中， 接触电动势起决定性的作用，一般会忽略温差电动势的影响， 则总电动势为： △EAB（t，t0）=△ EAB（t）- △ EAB（t0）
压力式温度计是利用感温物质的压力随温度而 变化的特性工作的。当温包内的感温物质受到温 度的作用后，密闭系统内的压力发生变化，使弹 簧管的自由端产生位移。
仪器仪表基础知识
压力式温度计组成
1.温包：温包是感受被测介质温度变化的敏感元件。
2.毛细管：毛细管是由铜或钢的无缝管冷拉而成， 其作用是传递压力
3.压力计：它是用来测量压力的变化并指示被测温 度。
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
第二节压力检测及仪表
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
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
1. 去污：采用手 持砂轮工具除去构件 表面的油污、漆、锈
勇于开始，才能找到成功的路
斑等，并用细纱布交 叉打磨出细纹以增加 粘贴力 ，用浸有酒精 或丙酮的纱布片或脱 脂棉球擦洗。
2.贴片：在应
变片的表面和处理
过的粘贴表面上，
各涂一层均匀的粘
贴胶 ，用镊子将
应变片放上去，并
勇于开始，才能找到成功的路
三、电气式压力表
把压力信号转换成电信号输出，然后测量电信号的压 力表叫电气式压力表。
测量范围 7 10-5 Pa ~ 5102 MPa 允许误差0.2%
主要是介绍
压力传感器：霍尔式、应变片式、压阻式、 压力变送器：力平衡式、电容式、扩散 硅式
1、霍尔片式压力传感器
（1）霍尔效应
将通有电流的半导
体片放入磁场中，当磁 力线穿过半导体片时， 在半导体片的两端会产 生电动势。称此电动势 为霍尔电势，半导体片 叫霍尔片，此物理现象 叫霍尔效应。
电气式压力计
霍尔式 应变片式 扩散硅式
力平衡式 电容式 智能式
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。
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。
压力检测仪表ppt课件精选全文
两千多年以前，希腊学者阿基米德为了 鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体 积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他 跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水 向外溢，他忽然想到：
物体浸在液体中的体积，不就是物体排 开液体的体积吗？
课堂教学展示 进 行 新 课
知识点一 探究浮力的大小
演示
课堂教学展示 随 堂 演 练
1.把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没
在水中，它们受到的浮力（ B ）。
A．相等
B．铝球的比铁球大
C．铝球的比铁球小 D．浮力都等于重力
2.如图所示，体积相同，密度不同的铅球、铁球、铝
球浸没在水中不同深度的地方，则（ C ）
A.铝球受到的浮力最大，因为 它浸入液体的深度最大
水面相比（不计塑料袋和细线的重量）（ A ）。
A.比烧杯中的水面高 B.比烧杯中的水面低 C.与烧杯中的水面相平
F浮=9－6=3N F浮<G，水袋漂浮
D.无法判断高低
课后反馈总结 布 置 作 业
1.从课后习题中选取； 2.完成练习册本课时的习题。
课后反馈总结 想 想 做 做
通过图示的操作，体验“物体排开液体的体积越大， 它所受的浮力就越大”这个结论。（见教材P53）
②压力差法：F浮= F向上－F向下 压力差是浮力产生的原因，浮力的实质 是液体对物体各个表面压力的合力。
③称重法：F浮= G－F拉 用测力计测出物体的重力G，读出物体浸入在 液体中时测力计的示数F拉，二者的差值即物体 受到的浮力。
例题1
某同学在实验室里将体积为1.0×10-3m3的实心正方体木 块放入水中，如图所示，静止时，其下表面距水面0.06m。请 根据此现象和所学的力学知识，计算出两个与该木块有关的物 理量。(不要求写计算过程，g取10N/kg) （1）________； （2）______
化工测量仪表
量范围广，构造简
单，使用方便，不
受大小和形状的限
制，外有保护套管，
用起来方便。
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【热电偶】
第一节 温度仪表分类
3、热电偶的类形
8种标准化热电偶： S ：铂铑10-铂 –20～1300℃ B ：铂铑30-铂铑6 300～1600 ℃ K ：镍铬-镍硅 -50～1000 ℃ J ：铁-康铜 -40～750 ℃ R ：铂铑13-铂 -0～1600 ℃ E ：镍铬-康铜 -40 ～1000 ℃ T ：铜-康铜 -40 ～350 ℃
压阻式压力传感器 1—基座；2—单晶硅片； 3—导环；4—螺母；5— 密封垫圈；6—等效电阻
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第二节 压力测量仪表 3、电气式压力计 电容式压力变送器
工作原理 先将压力的变化转换为电容量的变化，然后通过转换、 放大部分转换成标准电流信号输出。
1—中心感应膜片 (可 动电极)； 2—固定电 极； 3—测量侧； 4— 隔离膜片
化工检测仪表
化工仪表自动化培训
腾龙化学（漳浦）有限公司
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一、 化工测量与仪表
检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多很多： • 根据能源分：气动、电动、液动、核能等 • 根据组合：基地式、单元式、综合控制 • 根据安装：现场、盘装、架装 • 根据是否可引入计算机：智能、非智能 • 根据仪表信号形式：模拟仪表、数字仪表
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第二节 压力测量仪表 3、电气式压力计
组成
一般由压力传感器图、2-测5 电量气电式路压和力计信组号成处方理框图装置所组成。常用 的信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。
18
24
第二节 压力测量仪表 3、电气式压力计 应变片式压力传感器
第二章过程参数的检测方法与仪表_PPT课件
允测量 仪范 表围 允上 许 测限 的 量值 最 范 差 大 围绝 下 1对 限 0% 0误 值
第一节 概述（续）
第节 物位检测方法及仪表
一、物位检测的主要方法及分类 1. 直读式物位仪表 采用侧壁开窗口或旁通管方式， 直接显示容器中物位的高度。方法可靠、准确，但是 只能就地指示。主要用于液位检测和压力较低的场合。 2. 静压式物位仪表 基于流体静力学原理，适用于液 位检测。容器内的液面高度与液柱重量所形成的静压 力成比例关系，当被测介质密度不变时，通过测量参 考点的压力可测知液位。这类仪表有压力式、吹气式 和差压式等型式。
第三节 物位检测方法及仪表（续）
5. 核辐射式物位仪表 利用核辐射透过物料时，其强 度随物质层的厚度而变化的原理而工作的，目前应用 较多的是 射线。 6. 声波式物位仪表 由于物位的变化引起声阻抗的变 化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变 化就可测知物位。 7. 光学式物位仪表 利用物位对光波的遮断和反射原 理工作，它利用的光源可以有普通白炽灯光或激光等。
4. 电气式压力计：电气式压力计是一种能将压力转换成 电信号进行传输及显示的仪表。
第二节 压力检测方法及仪表（续）
四、压力计的选用 1.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。 2. 仪表测量范围的确定 仪表的测量范围是指该仪表 可按规定的精确度对被测量进行测量的范围，它是 根据操作中需要测量的参数的大小来确定。 3. 仪表精度级的选取 仪表精度是根据工艺生产上所 允许的最大测量误差来确定的。
化工仪表检测技术第2章压力检测
第二节
弹性式压力计
定义
弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件， 在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后 产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。 具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢 固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的 精度等优点。 可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力。
优点
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第二节 弹性式压力计
2
概述
在化工生产中, 压力是指由气体或液体均匀垂直地 作用于单位面积上的力。
在工业生产过程中,压力往往是重要的操作参数之一。 压力的检测与控制,对保证生产过程正常进行,达到 高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。
3
第一节
压力单位及测压仪表
一. 压力的单位及压力的表示方法
F S 式中，p表示压力；F表示垂直作用力；S表示受力面积。 p
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第四节 智能式变送器
③具有温度、静压的自动补偿功能,在检测温度时,可 对非线性进行自动校正。
④具有数字、模拟两种输出方式,能够实现双向数据通 讯,可以与现场总线网络和上位计算机相连。 ⑤可以进行远程通讯,通过现场通讯器,使变送器具有 自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功 能,简化了调整、校准与维护过程,使维护和使用都 十分方便。
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第一节 压力单位及测压仪表
2.弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。
弹簧管压力计
x x 波纹管压力计 x
膜式压力计
p
x
3.电气式压力计
p 平薄膜 p p 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管 p x
电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。 电容式 电阻式 电感式
化工仪表基础-第二章压力检测
具有高灵敏度、快速响应、抗干扰能力强等优点，但需要外 部电源供电。
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进 行测量。
具有测量精度高、稳定性好、温度稳定性高等优点，但需 要外部电源供电。
电容式压力传感器
利用电容原理，将压力转换为电容值变化进行测量。 具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点，但需要外部电源供电。
压力检测仪表的选型与使用
选型原则
在选择压力检测仪表时，应考虑测量范围、精度、稳定性、 环境因素和安装条件等因素，以确保所选仪表能够满足实际 生产的需求。
使用注意事项
在使用压力检测仪表时，应注意定期校准和维护，避免超量 程使用，同时要关注仪表的安装和连接方式，确保其能够正 确、安全地工作。
02 压力检测仪表的工作原理
要意义。
航空航天中的压力检测
在航空航天领域，压力检测是保 证飞行安全的重要手段之一。
压力检测仪表用于测量飞机或航 天器内的气压和氧气压力等参数， 确保飞行过程中的安全和舒适。
航空航天中的压力检测仪表需要 具备高精度、高可靠性和抗干扰 能力，以确保在复杂的环境条件 下能够准确测量各种压力参数。
04 压力检测仪表的维护与校 准
在化工生产过程中，压力是重要的工 艺参数之一，对产品的质量和安全具 有重要影响，因此压力检测是化工生 产中必不可少的环节。
压力检测的原理与分类
压力检测原理
压力检测的原理主要是利用压力传感器的敏感元件，将压力信号转换为电信号 或气信号，再通过二次仪表或控制系统进行显示、记录和控制。
压力检测分类
根据测量原理和应用场合的不同，压力检测可以分为多种类型，如绝对压力、 表压、真空度等。
实验室中的压力检测
第八章 压力仪表2
例【2-4】 有一个压力容器在正常工作时压力范围为0.4~0.6MPa，要
求使用弹簧管压力表进行检测，并使测量误差不大于被测压力的4%，试 确定该表的量程和准确度等级。 解：由题意可知，被测压力较平稳，设弹簧管压力的量程为Pm，则根据 最大工作压力有： 2
p m 0 .6 3 0.9 MPa
物性型压力传感器
可测快速变化的压力
固态压力传感器式是今后压力检测仪表的发展重点。
压力检测仪表在使用时可根据实际需要进行量程调整，但 调整意味着必须重新标定。 实际压力与原仪表量程相差很大，无法通过量程调整来实现。 能在很大的测压范围内进行量程调整而不需重新标定是目 前一个热门话题。 压力检测的特点是压力敏感元件必须与被测介质接触。 引压管路的性能和可靠性左右着整个压力测量系统。 由于开孔使压力容器的强度大大降低。 发现一种非接触式的压力检测方法意义十分重大。
六、应变式压力变送器 • 应变式压力传感器利用金属应变片或半导体应变 片将测压弹性元件的应变转换成电阻变化。 1 金属丝的应变效应和半导体的压阻效应 弹性元件的应变转换成电阻值的大小是由金属或 半导体材料制成的电阻体（即应变片）完成。 • 常用的金属应变片：金属丝式、箔式、薄膜式， 基于金属丝的应变效应工作，
被预调到零位，这一过程
称为调零。图中的R5是用 于减小调节范围的限流电 阻。
单臂电桥
全桥四臂 工作方式的 灵敏度最高， 双臂半桥次 之，单臂半 桥灵敏度最 低。
双臂电桥
R1、 R2为应 变片， R3、R4为 固定电阻 。应变 片R1 、R2 感受到 的应变1~2以及 产生的电阻增量 正负号相间，可 以使输出电压Uo 成倍地增大。
压电陶瓷外形
高分子压电材料制作的压电薄膜和电缆
热工仪表知识
粘度、易燃易爆程度等； 必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电
磁场、振动等。
压力计的选用
高炉料罐压力使用
粒化渣冷水池使用
喷煤车间废气压力使用
高炉除尘液压站使用
压力变送器接线图
第三章 流量测量仪表
涡街流量计与差压流量计测量饱和蒸汽流量对比：
用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量较为普遍，但存 在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、 三组间及连接接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为 3比1，对流量波动较大易造成测量值偏低。
而涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于管 道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力损 失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达30比1。 因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计的使 用越来越受到人们的青睐。
一体式电磁流量计
分体式电磁流量计（高炉工业水 流量计）
电磁流量计接线图
第六节：阿里巴流量计
阿里巴流量计(又称笛形均速管流量计)是根据皮托管测速原理发展起来的一 种新型差压流量检测元件。具有根据空气动力学设计，可大大降低传感器 处流体分离产生的误差，在同类产品中可达到更高精度，性能更加优于传 统的流量仪表。
一体化差压式流量计（喷煤车 间N2总管流量计）
流量孔板（高炉炉顶氮气总 管流量计）
第三节：转子流量计
浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由 下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力 承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用 下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示 流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业 上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃 材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材 质的转子流量计。
化工基础知识
培训资料新疆科源化工有限公司2010-4-6目录一、化工安全第一节：化工安全知识第二节：人体救护知识二、化工基础第一节：基本概念第二节：无机物基础第三节：有机物基础第四节：石油化工基础三、化工设备第一节：塔类知识第二节：换热器第三节：泵四、化工仪表第一节：物位检测及仪表第二节：压力检测及仪表第三节：温度检测及仪表第四节：流量检测及仪表第一章安全与环保第一节化工安全知识1.1 安全生产在化工生产中的意义什么？化工生产的特点是易燃、易爆、易中毒、高温、高压、有腐蚀，因此，安全生产在化工行业中就更为重要。
一旦发生火灾和爆炸事故，不但会导致生产停顿、设备损坏，而且也会造成大量的人员伤亡，甚至波及社会，产生无法估量的损失和难以挽回的影响。
另外，化工生产中，不可避免的要接触有毒有害的化学物质，它们能导致职工患职业性疾病，其发病率明显高于其他行业的工人。
对化工企业来说，安全生产和文明生产是关系企业生命的大问题1.2 如何贯彻安全生产方针？贯彻安全生产方针，必须树立“安全第一”的思想，坚持“管生产必须同时管安全”的原则。
1.3 安全生产规章制度主要有哪些？（1）入厂安全规定；（2）安全生产责任制；（3）安全教育制度；（4）安全技术措施管理；（5）安全检查制度；（6）装置停工检修安全制度；（7）安全用火制度；（8）进入设备内安全作业制度；（9）事故管理制度。
1.4 燃烧必须具备的三个条件是什么？（1）有可燃物质的存在（煤、汽油、甲烷等）。
（2）有助燃物质的存在（空气、氧气等）。
（3）有导致燃烧的能源，即点火源。
（如撞击、摩擦、明火、电火花等）。
可燃物、助燃剂和点火源市构成燃烧的三要素，缺少其中任何一个，燃烧便不能发生。
1.5 计算氢气在 50mm管径中的火焰传播速度。
1.查气体在空气中的火焰传播速度表，得氢气的 V =4.83m/s；查管径对火焰传播速度的校正值，得m=1.4；2. 由v=V0/M得，氢气在在 50mm管径中的火焰传播速度为4.83÷1.4=3.45 m/s1.6 什么是爆炸？爆炸是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。
弹簧管压力表的校验_学习材料
“热工仪表检修”学习材料工作任务2.1 弹簧管压力表的校验压力和差压是工业生产过程中常见的过程参数之一。
在许多场合需要直接检测、控制的压力参数，如锅炉的气包压力、炉膛压力、烟道压力；化学生产中的反应斧压力、加热炉压力等。
此外，还有一些不易直接测量的参数，如液位、流量等参数往往需要通过压力或差压的检测来间接获取。
因此，压力和差压的测量在各类工业生产领域中如石油、电力、化工、冶金、航天航空、环保、轻工等占有很重要的地位。
第一节压力的概念和表示方法在工程上将垂直而均匀作用在单位面积上的力称为压力，两个测量压力之间的差值称为压力差或压差，工程上习惯叫差压。
在国际单位制和我国的法定计量单位中，压力的单位采用牛顿/米2(N/m2)，通常称为帕斯卡或简称帕(Pa)。
帕(Pa)这个单位在实际应用中太小，不方便，目前我国生产的各种压力表都统一用kPa(103Pa)或MPa(106Pa)为压力或差压的基本单位。
我国在试行法定计量单位以前还常用工程大气压(kg/cm2)、毫米水柱(mmH2O)和毫米汞柱(mmHg)等单位。
另外在英美等西方国家的一些变送器中还常用bar(巴)作压力的单位。
表6.1.1为几种压力单位的换算关系。
表6.1.1 压力单位换算表在工程上，被测压力通常有绝对压力、表压和负压(真空度)之分。
三者关系如图 6.1.1 所示。
绝对压力是指作用在单位面积上的全部压力，用来测量绝对压力的仪表称为绝对压力表。
地面上空气柱所产生的平均压力称为大气压力，高于大气压的绝对压力与大气压力之差称为表压，低于大气压力的被测压力称为负压或真空度，其值为大气压力与绝对压力之差。
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。
图 6.1.1 绝对压力、表压、负压(真空度)关系第二节：压力的检测方法和检测仪表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) 液柱式压力检测液柱测压法是以流体静力学理论为基础的压力测量方法，一般采用充有水或汞等液体的玻璃U形管或单管进行测量。
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
化工仪表第3章1压力检测
第二节 压力检测及仪表
在压力测量中，常有:表压、绝对压力、负压或真空 度之分。
p表 大气压力线
p表压 p绝对压力 p大气压力
P绝
P真 P绝 零线
图3-4 绝对压力、表压、负 压（真空度）的关系
当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度 来表示。
0～100℃的温度测量仪表才满足本题的测量要求。
检测仪表的主要性能指标
二、变差
在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程 范围内进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量 时，对应于同一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对 值即为变差。 变差的大小，根据在同一被测值下正反特性间仪表输出的最大 绝对误差和测量仪表量程之比的百分数来表示：
变差
最大绝对差值 测量范围上限值 测量范围下限值
100%
检测仪表的主要性能指标
三、灵敏度和灵敏限
仪表的灵敏度是表征仪表指针的线位移或角位移与引起这个
位移的被测参数的变化量的比值，即
灵敏度＝Δy/Δx
仪表的灵敏度-在数值上等于单位被测参数变化量所引起的 仪表的灵敏限-引起仪表指针发生动作的被测参量的最小变
慢常采用时间常数T和传递滞后时间（纯滞后时
间）τ两个参数表示（这两个参数的含义与上
一章中对象数学模型中的时间常数T和纯滞后时
间τ的数学含义是一致的）。 它们的存在会降低检测过程的动态性能，其中 纯滞后时间τ的不利影响远远超过时间常数T的 影响。
工业仪表的分类
1、按仪表使用的能源分类： 气动仪表、电动仪表、液动仪表
检测仪表的主要性能指标
压力仪表 (原创)
压力检测仪表检测压力的仪表称为压力表或压力计。
根据生产工艺的不同要求，分为：指示型、记录型、远传变送型、指示报警型、指示调节型等。
一、压力的基本概念压力指均匀而垂直作用于单位面积上的力。
表达式为：p=F/A二、压力检测的基本原理1．利用液体压力平衡原理。
2．利用弹性形变原理。
3．利用物质的某一物理效应与压力的关系来检测压力。
针对本厂的使用情况，主要介绍弹性式压力表。
第一节：弹性式压力表按照测量范围的不同，常用的弹性元件有膜片、波纹管、弹簧管等。
应用弹性元件测压的原理是基于弹性元件的弹性特性。
当其在轴向受力时，会产生拉伸或压缩位移。
工业生产中以单圈弹簧管结构应用较多，它的测压原理：单圈弹簧管是弯成270°圆弧形的空心管,截面为椭圆形。
一端固定，另一端为自由端，γ为弹簧管中心角的初始角,△γ为中心角的变化量,R、r分别为外径和内径，a、b为弹簧管截面的长半轴和短半轴。
当通入被测压力P时，由于椭圆形截面在压力P的作用下，将趋向圆形，其自由端延伸产生角位移，弹簧管中心角减小△γ。
根据弹性形变的原理可知：△γ/γ=[P（1-μ²）R²(1-b²/a²)α]/Eμ、E--材料的泊松系数和弹性模量；h—壁厚；k—弹簧管的几何参数为Rh/ a²；α、β—与a/b的值有关的参数。
正确地选择和安装是保证压力表在生产过程中测量结果安全可靠的重要环节。
压力表的选择需要考虑测量范围、精度等级和类型三方面。
㈠、测量范围的选择的根据“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测量上限的2/3；测量脉动压力时，最大工作压力不应超过测量上限的1/2；测量高压时，最大工作压力不应超过测量上限的3/5；一般被测压力的最小值不应低于仪表测量上限的1/3。
从而确保仪表输入与输出之间的线性关系，提高仪表测量结果的精确度和灵敏度。
㈡、精确等级的选择仪表的精度等级是根据引用误差来划分的。
【2024版】《化工仪表及自动化》课程教学大纲
可编辑修改精选全文完整版《化工仪表及自动化》课程教学大纲一、课程基本信息1．课程编号：2．课程名称：化工仪表及自动化3．英文名称：Chemical Engineering Instruments and Automation4. 课程简介：本课程是化学工程与工艺专业本科生开设的一门专业必修课程。
化工仪表及自动化是一门综合性的技术学科，它应用自动控制学科、仪表仪器学科及计算机学科的理论与技术服务于化学工程学科。
化工安全生产技术课程的主要内容有自动控制系统的基本概念，过程特性及其数学模型，检测仪表及传感器，自动控制仪表，执行器，简单控制系统，复杂控制系统，新型控制系统计算机控制系统及典型化工单元的控制方案等。
二、课程说明1．教学目的和要求：通过本课程基本原理的学习，使学生通过本课程学习后，应使学生了解化工自动化的基本知识，理解自动控制系统的组成、基本原理及各环节的作用，能根据工艺的要求，与自控设计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案等。
2．与相关课程衔接：该课程是分析化学、化工原理之后的一门必修课程。
3．学时：总学时32、周学时24．开课学期：第7学期5．教学方法：多媒体讲授，并与学生互动教学。
6．考核方式：考查；成绩组成：平时成绩40%和考试成绩60%7．教材：厉玉鸣主编，化工仪表及自动化（第五版），化学工业出版社，2011年.8．教学参考资料：1）厉玉鸣主编.化工仪表及自动化（第四版）.北京：化学工业出版社，2006.2）杨丽明，张光新.化工仪表及自动化.北京：化学工业出版社，2004.3）俞金寿.过程自动化及仪表.第二版.北京：化学工业出版社.三、课程内容与教学要求绪论：教学目标：了解和掌握化工自动化的定义，实现化工自动化的目的，了解和掌握化工自动化的发展历程及和其他学科的联系。
教学重点：化工自动化的定义，实现化工自动化的目的。
教学难点：实现化工自动化的目的。
授课时数：2学时第一章自动控制系统基本概念教学目标：理解化工自动化的主要内容，自动控制系统的基本组成及表示形式，掌握自动控制系统的过渡过程和品质指标。
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0
E bh a2 2
P 0
式中θ0为弹簧管中心角的初始角；Δθ为受压后中心角的改变量；R为弹簧管弯曲圆弧的 外半径；h为管壁厚度；a、b为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。
弹簧管自由端B的位移量一般很小，需要 通过放大机构才能指示出来,为了加大弹簧 管自由端的位移量，也可采用多圈弹簧管， 其原理与单圈弹簧管相似。
0.986923× 10-5 9.67841×1 0-5
0.967841
0.986923
1 9.67841×1 0-5 0.00131579
0.0680462
毫米水柱 4℃ (mmH2O)
0.101972
1×10-8
10×103
10.1972 ×103 10.3323 ×103 1
13.5951
703.072
1
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 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。 (2)弹性式压力检测 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
3.2.4 弹性式压力检测
弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。
x
x
x
x
px
平薄膜
px
波纹膜
px
波纹管
x px
单圈弹簧管
px
多圈弹簧管
膜 片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。但更多的是和其他转换元件合 起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；
波纹管的位移相对较大，一般可在其顶端安装传动机构，带动指针直接读数。其特点 是灵敏高（特别是在低压区），常用于检测较低的压力（1.0～106Pa），但波纹管迟
滞误差较大，精度一般只能达到1.5级；
弹簧管结构简单、使用方便、价格低廉，它使用范围广，测量范围宽，可以测量负压、 微压、低压、中压和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达 0横截面呈非圆形（椭圆形或扁圆形），弯成 圆弧状（中心角常为270°）的空心管子。
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。
巴
(kgf/cm2)
(bar)
10.1972×1 0-6
1×10-5
1×10-4
9.80665× 10-5
1
0.980665
1.01972
1
1.03323
1.01325
1×10-4
9.80665× 10-5
0.00135951
0.0013332 2
0.0703072 0.0689476
标准大气压 (atm)
毫米水柱 4℃ (mmH2O) 毫米水银柱 0℃ (mmHg)
0.101972 133.322
磅/英寸2
6.89476
(lb/in2,psi) ×103
公斤力/米2 (kgf/m2)
0.10197 2 1
1×104
10197.2 10332.3 1×10-8 13.5951 703.072
公斤力/厘米2
用U形管进行压力检测，其误差来源主要有： ①温度误差——由使用环境温度的变化引起的测量误差，如工作液密度变化。
例如水，当温度从10℃变到20℃时，其密度从999.8kg/m3减小到998.3kg/m3，相 对变化量为0.15％。 ②安装误差——当U形管安装不垂直时将会产生安装误差。例如 若倾斜5°，读数误 差约0.38％。
除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。
压力单位换算表
行:为 B 列:为A
牛顿/米2 (N/m2)(Pa)
牛顿/米2
1
(N/m2)(Pa)
公斤力/米2 (kgf/m2)
9.80665
公斤力/厘米
2
(kgf/cm2)
98.0665 ×103
巴 (bar)
1×105
标准大气压 (atm)
1.01325 ×105
3.2.3 液柱式压力检测
以液体静力学原理为基础，一般采用水银或水为工
p1 p2
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。
p p2 p1 gh
p1 p2 h
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
(a)
(b)
璃做成，易破损，另外它只能进行现场指示。
绝对压力是指物体所受的实际压力。
pa 绝对压力零线
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 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。
3.2 压力检测及仪表
压力的表示方法 ☆ 检测方法的分类 ☆ 液柱式压力检测 ☆ 弹性式压力检测 ★ 电气式压力检测 ★ 智能式压力变送器 ☆ 压力检测仪表的选用和安装 ☆
3.2.1 压力的表示方法
绝对压力
pa
三种压力表示方法 表压力
p
负压或真空度 ph
pa
p ph
大气压p0 1.01325×105Pa
毫米水银柱 0℃ (mmHg)
7.50062× 10-3 0.0735559
735.559
750.061
760 73.5559× 10-3 1
51.7151
磅/英寸2 (lb/in2,psi)
145.038×1 0-6 0.00142233
14.2233
14.5038
14.6959 1.42233×1 0-3 0.0193368
管子的一端为封闭，另一端为开口。闭口 端作为自由端，开口端作为固定端。
被测压力介质从开口端进入并充满弹簧管的整个内腔，由于弹簧管的非圆横截面，使它有 变成圆形并伴有伸直的趋势而产生力矩，其结果使弹簧管的自由端产生位移，同时改变其 中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系：
P 1 2 R2 (1 b2 )