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活塞式压力校准系统的结构a、b、c—切断阀；d—进油阀1—测量活塞2—砝码3—活塞筒4—螺旋压力发生器5—工作液6—压力表7—手轮8—丝杠9—工作活塞10—油杯11—进油阀液柱式压力计弹簧管受力分析第二节压力检测及仪表三、电气式压力计能将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。组成：传感器、测量线路、信号处理装置等。压力（P）-电量（E），可以远距离传送。显示电源测量线路传感器压力变送器：将传感器的输出电量转换为标准电量（4-20mA）。电气式压力计的分类：传感器：霍尔片式、应变片式、压阻式变送器：力平衡式、电容式压力变送器（一）霍尔片式压力传感器将压力引起的弹性元件位移，转换成霍尔电势UH。1.工作原理:霍尔效应霍尔元件:霍尔片，半导体材料，如锗、形状如指甲盖大小、硬币厚度。ZXYBI霍尔片UHUH=RH‧B‧I;RH－霍尔常数(与霍尔片的材料和几何尺寸有关)；在Z轴方向，有恒定磁场，B为磁感应强度；在Y轴方向，有恒定电流I通过，则在X轴方向上会出现电位差UH(洛伦兹力)；由此可见：在I、RH为定值时，UH和B成正比。注意：导体的UH远远小于半导体的UH(a)电位器式(b)霍尔元件式弹性压力计信号电远传方式假设I保持一致，RH也选定后，那么将霍尔片置于一个非线性均匀磁场中（所在位置不同，B也不同），当霍尔片放在中心位置时，移动霍尔片，使通过霍尔片的发生变化，同时UH的输出也发生相应线性变化。霍尔片式压力传感器：（霍尔元件与弹簧管自由端相连，如图所示）如果在固定端输入压力P，自由端带动霍尔片在一个线性非均匀磁场中产生位移S。S和B是线性关系，以次类推：B和UH，P和S，则得出被测压力P与霍尔电势UH成正比。（一）霍尔片式压力传感器（二）应变片式压力传感器金属导线的电阻R＝ρ•（L／A)、ρ－电导率、L－长度、A－截面积；当应变筒上侧固定，下侧受到向下的“拉力”作用时：r1，随应变筒轴向拉长，而阻值增大；r2，随应变筒径向缩小，而阻值减小；压力P－△P－△r－Uab；（二）应变片式压力传感器将这两个随压力变化，阻值呈反向（线性）变化的电阻引入桥路中，电桥测量臂（ba，cd）（如图所示）：桥路平衡时，r2•R3＝r1•R4Uab＝0；（R3＝R4参比电阻初始时r1＝r2）桥路不平衡时，Uab是r1，r2阻值变化的单值函数，在一定范围内近似线性。仪表特点：固有频率高，动态特性好，可测瞬变压力。（三）压阻式压力传感器在一个直径5mm单晶硅片上扩散4个半导体电阻，且引入桥路中的测量臂（如图所示），测取不平衡电压的输出：A、D垂直，B、C水平（纵向应变）；仪表特点：a－恒流源供电；b－差动放大（输入△U）；c－负载接线端子。当单晶硅片受到垂直作用压力P时，RA，RD型同时减少，RB，RC同时增大。将被测压力引入后，通过膜片转化为Fi，作用与主杠杆下端，则主杠杆有向右偏转趋势，带动矢量机构，将力传递到副杠杆，副杠杆逆时针偏转，带动另一端衔铁上移，改变差动变压器的输出，通过放大，流过反馈动圈，产生反馈力使副杠杆平衡。P／A＝Fi；A－膜片面积；主杠杆：Fi·L1＝F1·L2；副杠杆：F2·L3＝F0·L4由此可知，被测压力与反馈力成正比，及与电流I成正比。典型的自平衡检测仪表（负反馈的工作原理）。（四）力矩平衡式压力变送器（五）电容式压力变送器开环检测仪表（压力的变化△P转换为电容的变化△C）主要测量差压，引入压力P1，P2，作用与两侧膜片（且两侧膜片面积相等）内侧注入硅油（传导力），△P＝P1－P2；推动中间的测量膜片位置变化，这样会改变电容极板间的距离，电容量也随之变化△C1，△C2。由引线接入测量电路，检测与放大，输出直流信号（4～20mA）特点：密封性好，抗震，精度高（0.2级）。四、压力仪表的选用（一）选类型（根据测压要求）1一般要求工业上是否要：A远传变送－电气式“如前所述”B自动记录－加记录仪“关键岗位”C信号报警－电接点式“高压锅”（一）选类型（根据测压要求）2特殊要求介质及环境是否有：A腐蚀性（蒸汽蓝、氨黄、普通黑）B高温（不宜电气式）C易燃易爆（防爆型）D电磁场（加隔离屏蔽保护）E振动（加液阻尼）F现场安装条件（墙挂式，盘装式）四、压力仪表的选用（二）选量程（根据压力变化及其范围）被测压力变化：平缓时上限值＝工作压力上限×1.5剧烈时上限值＝工作压力上限×2.0高压时上限值＝工作压力上限×（5／3）根据计算值，就近，靠系列；查阅产品手册（取小数点后1位数字）；通常情况下，压力表下限值无需选取，大多从零开始。原则：压力变化范围安排在压力表量程的中间1／3范围内四、压力仪表的选用（三）选精度（根据压力变化及其范围）关于△max的选取：1、工艺直接提出，最大不得超过多少（单位）；2、仅提出：“不得超出正常压力值的百分之几”－间接求取△max，取下限值运算；关于精度等级的取值：1、正常的工作范围；2、计算值；3、选取值根据具体情况（要求），因题而异；注：不是“越精越好”、只有“越精越贵”－娇贵、昂贵%100max满量程允五、压力仪表的安装(1)测压点的选择：所选择的测压点应能反映被测压力的真实大小。①要选在被测介质直线流动的管段部分。②测量流动介质的压力，使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应保持平齐。③测量液体压力，取压点应在管道下部；测量气体压力，取压点应在管道上方。(2)导压管铺设：①管粗细要合适。②导压管水平安装时应保证有1：10一1：20的倾斜度．以利于积存于其中之液体（或气体）的排出。③被测介质易冷凝或冻结时，必须加设保温伴热管线。④取压口到压力计之间应装有切断阀。五、压力仪表的安装五、压力仪表的安装①压力计应安装在易观察和检修的地方。②安装地点应力求避免振动和高温影响。③测量蒸汽压力时，应加装凝液管，以防止高温蒸汽直接与测压元件接触图3—l7(a)；对于有腐蚀性介质的压力测量，应加装有中性介质的隔离罐图3—17(b)。(3)压力计的安装：五、压力仪表的安装④压力计的连接处，应根据被测压力的高低和介质性质，选择适当的材料，作为密封垫片，以防泄漏。⑤当被测压力较小，而压力计与取压口又不在同一高度时，对由此高度而引起的测量误差应按ΔP＝±Hρg进行修正。⑥为安全起见，测量高压的压力计除选用有通气孔的外，安装时表壳应向墙壁或无人通过之处，以防发生意外。仪表型式常用测量范围（Pa）精度等级用途与特点液柱式压力计U形管0～105或压差、负压高基准器、标准器、工程测量仪表单管0～105或压差、负压高基准器、标准器、工程测量仪表斜管0～2×103或压差、负压高基准器、标准器、工程测量仪表弹性压力计弹簧管0～109较高工程测量仪表、精密测量仪表膜片式0～2×106或压差、负压一般工程测量仪表、精密测量仪表膜盒式0～4×104或压差、负压一般工程测量仪表、精密测量仪表波纹管0～4×106或压差、负压一般工程测量仪表、精密测量仪表一些常用压力仪表的性能和用途活塞式压力计0～2.5×108或负压很高基准器、标准器电位计压力传感器0～6×107一般工程测量仪表电容式压力传感器0～107或压差较高工程测量仪表电感式压力传感器0～6×107较高工程测量仪表霍尔式压力传感器0～6×107一般工程测量仪表振频式压力传感器0～107或压差、负压较高工程测量仪表应变式压力传感器0～108或压差、负压较高工程测量仪表压电式压力传感器0～107或压差、负压较高工程测量仪表一些常用压力仪表的性能和用途