压力测量仪表

压力测量仪表一、压力测量仪表概述二、弹性压力测量仪表五、压力（压差）变送器三、弹性压力测量仪表的调校四、压力仪表的使用主要内容一、压力测量仪表概述压力的概念及单位压力测量仪表的分类1.压力的概念及单位垂直作用在单位面积的力称为压力，物理学中称为压强，其数学表达式为：SFpp---压力，Pa；F---垂直作用力，N；S---受力面积，m2。式中压力的单位也取法定计量单位，名称是“帕斯卡”，简称“帕”，用符号“Pa”表示。实际应用中，“Pa”的单位太小，工程上习惯以“帕”的1×106倍为单位，即“MPa。几种压力单位之间的换算：量的名称单位名称单位符号换算关系及说明压力压强帕[斯卡]巴千克力每平方米(厘米)毫米汞柱毫米水柱工程大气压标准大气压PabarKg/m2mmHgmmH2oatatm1Pa=1N/m21bar=105Pa1kgf/m2=9.80665Pa1mmHg=133.322Pa1mmH2o=9.80665Pa1at=98066.5Pa1atm=101325Pa=760mmHgKg/cm21kgf/cm2=98.0665KPa压力、大气压力绝对压力、表压力、负压力（疏空压力）的定义压力：是指垂直均匀地作用于单位面积上的力。大气压力：是指地球表面大气自重所产生的压力。绝对压力：是指以完全真空作为零标准表示的压力。表压力：是指以大气压力作为零标准表示的压力。负压力：是指绝对压力低于大气压力时的表压力。几种压力之间的关系。。。绝对压力真空度表压力负压力︵大气压力︶完全真空环境压力☉☉表示任意压力值。表示标准压力0Pa二、弹性压力计弹簧管压力表1、弹簧管压力表结构及工作原理弹簧管在压力的作用下，其自由端产生位移，并通过拉杆带动放大传动机构，使指针偏转并在刻度盘上指示出被测压力值。弹簧管压力表的结构单圈弹簧管测压时的作用原理但由于管子受压变形，自由端发生位移，即中心角由ψ变成ψ′，弹簧管圆弧半径也由R和r变成R′和r′。因为管子受压变形后，圆弧长度不变，即Rψ=R′ψ′rψ=r′ψ′单圈弹簧管测压时的作用原理两个等式相减,得(R–r)ψ=(R′-r′)ψ又因R–r=b,R′-r′=b′则bψ=b′ψ′单圈弹簧管测压时的作用原理由于管子受压变形时，b′＞b，因此ψ＞ψ′。由此说明，受压力作用时，弹簧管的曲率半径增大，管子趋向伸直，自由端外移。单圈弹簧管测压时的作用原理自由端的位移量与作用压力（或负压）、初始中心角ψ、材料的性质、管子的壁厚、截面的形状及弹簧管的曲率半径等因素有关，目前尚无定量的理论公式。单圈弹簧管测压时的作用原理三、弹性式压力表的调校㈠、压力表的校验设备及使用方法㈡、弹簧管式压力表的校验㈢、弹簧管式压力表常见故障的处理四、压力表的使用压力测量的准确与可靠性跟压力表的选择和使用方法有着密切的关系。如果选用不当，不仅不能正确反映压力的大小，还可能引起生产事故。选用压力表的原则是：根据生产工艺，过程中被测介质的性质、现场环境、经济适用等条件，合理地考虑压力表的类型、量程、精确度等级和指示形式。㈠、压力表量程的选择．弹簧管式一般压力表，通常是利用在现场长期测量工艺过程介质的压力。因此，选择压力表时既要满足测量的准确度要求，又要安全可靠、经济耐用。当被测压力接近压力表的测量上限时，虽然测量误差小，但仪表长期工作处于测量上限压力下工作，将会缩短仪表使用寿命。当被测压力在压力表测量上限值的1/3以下时，虽然压力表的使用寿命长，但测量误差较大。为了兼顾压力表的使用寿命和具有足够的测量准确性，通常在测量较稳定的压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的2/3处。测量脉动压力时，被测压力值应处于压力表测量上限值的1/2处。一般情况下被测压力值不应小于压力表测量上限值的1/3。习题讲解㈡、压力表精确度的选择压力表的精确度等级主要根据生产上允许的最大误差来确定。只要测量精确度能够满足生产工艺的要求，就不必选用高精确度的压力表。选择精确度等级的计算方法如下：1、根据测量最小压力时相对误差的要求，采用下列公式计算精确度：例如：以6MPa压力表测量压力最小值不低于2MPa，又要保证相对误差不超过4％，则选用压力表的精确度为：即选用1级压力表。·相对误差被测压力最小值允许的测量上限被测压力最小值精确度%32.1%462精确度习题讲解2、根据允许基本误差选择精确度的计算公式为：例如：一块1OMPa压力表，最高使用至6.6MPa，要求允许基本误差的绝对值不超过0.15MPa，则选用压力表的精确度为：即应选用1.5级的压力表。%100测量上限允许基本误差的绝对值精确度%5.1%1001015.0精确度㈢、标准压力表的量程和精确度的选择标准压力表量程选择：在静载负荷条件下，仪表正常允许使用的压力范围不应超过测量上限值的3/4。标准压力表允许使用的压力范围不应超过测量上限值的2/3，也就是标准压力表的测量上限应比被检表的测量上限值高1/3。所以：标准压力表的测量上限值=被检表的测量上限值+1/3×被检表的测量上限值=被检表的测量上限值×（1+1/3）标准压力表精度的选择：标准表允许误差的绝对值不应超过被检压力表允许误差绝对值的1/3。根据这一原则，可用下面的等式求得标准压力表的精确度为标准表测量上限被检表测量上限被检表精确度标准表精确度31标准表测量上限被检表测量上限被检表精确度级别标准表精确度级别31或：习题讲解㈣、压力表的使用1、压力表位置误差的修正正迁移ρgh负迁移ρgh2、压力表使用注意事项：⑴安装前应仔细检查核对型号、量程、精确度等级是否符合要求，是否有检定合格证。(2)检查传压导管、阀门、接头及焊接处的严密性，如有泄漏应及时消除。(3)启动压力表时，应先开一次门。当传压导管内的被测介质的温度接近室温时，方可开启二次门。(4)开启阀门时，应缓慢进行，以免造成仪表受冲击而损坏；全开后要倒回半圈。(5)压力表应垂直安装。(6)测量蒸汽压力时，压力表下端应装有环形管，使用水传递压力，避免高温蒸汽冲人表内而损坏压力表。3、弹簧管式精密压力表及真空表的使用须知⑴精密表只允许在无损坏和具有尚未过期的检定证书时才能使用;⑵300分格的精密表必须根据检定证书中的数值使用,证书中没有给出的压力(疏空)值,须编制线性内插表;⑶在未加压或疏空时,精密表处于正常工作位置的情况下,轻敲表壳后,指针对零点的偏差或由于轻敲表壳,引起指针示值变动量超过规定时,一般不允许使用;⑷精密表允许在(20±10)℃下使用,其指示值误差满足下式要求：式中δ——仪表允许基本误差；t2——仪表使用时的环境温度；t1——当高于22℃或23℃时，为22℃或23℃，低于18℃或17℃时，为18℃或17℃。Δ的表示方法与基本误差相同。12/04.0(ttt℃％t）习题讲解⑸用精密表检定一般弹簧管式压力表时，精密表允许误差的绝对值应不超过被检仪表允许误差绝对值的1/3，方可使用。习题讲解㈤、压力表示值非线性误差的调整弹簧管式压力表的示值误差随压力的增加不成比例的变化,这种误差叫非线性误差.改变拉杆和扇形齿轮的夹角,可以调整非线性误差。调小拉杆和扇形齿轮之间的夹角,指针在前半部分走得快，指针在后半部分走得慢。调大拉杆和扇形齿轮之间的夹角,指针在前半部分走得慢，指针在后半部分走得快。拉杆和扇形齿轮的夹角的调整可通过转动机芯来达到。非线性误差的具体调整，要视误差的情况而确定。通常情况下应先将仪表的非线性误差调成线性误差，然后再调整线性误差。为此，一般情况下拉杆和扇形齿轮的夹角与调整螺钉的位置配合进行。如何调整弹簧管式压力表的线性误差当弹簧管式压力表的示值误差随压力成比例地增加时，这种误差叫做线性误差。产生线性误差的原因主要是传动比例发生了变化，只要移动调整螺钉的位置，改变传动比，就可将误差调整到允许的范围内。当被检表的误差为正值，并随压力的增加而增大时，将调整螺钉向右移，降低传动比。当被检表的误差为负值，并随压力的增加而增大时，将调整螺钉向左移，增大传动比。弹簧管压力表的调校与检修.doc检定一只测量范围为0~10MPa，准确度为1.5级的弹簧管式压力表，所用的精密压力表的量程和准确度等级为多少？习题讲解：答：检定一般压力表时，作为标准器的精密压力表的允许误差的绝对值应不大于被检仪表的允许误差绝对值的1/3，其测量上限值一般应比被检仪表的测量上限值大1/3为好。为此：精密表的测量上限应为MPa3.1331110根据弹簧管式精密压力表的产品系列，可选用0~16MPa的精密压力表。被校表的允许基本误差的绝对值为：10×=0.15MPa则精密表的允许基本误差的绝对值应不大于0.05MPa。1005.1设精密表的准确度级别为α，则α应为答：可选0.2级精密压力表（无0.25、0.3级）。315.016105.13131标准表测量上限被检表测量上限被检表准确度等级根据弹簧管式精密压力表的产品系列，可选用0~10MPa的精密压力表。被校表的允许基本误差的绝对值为：MPa15.01005.110则精密表的允许基本误差的绝对值应不大于0.05MPa。习题讲解：有一只0~25MPa的0.4级的精密压力表，分别在环境温度为14℃和29℃下使用，试分别计算出该表的温度修正值。若不进行温度修正，该表的示值相对误差为多少？解：当环境温度为14℃时，压力修正值应为MPattPKP03.01714250004.0121其示值相对误差为%52.0%1002503.0%4.0251当环境温度为29℃时，压力修正值为MPaP06.02329250004.02其示值相对误差应为%64.0%1002506.0%4.0252答：相对误差为±0.52%、±0.64%。已知某测点压力为10MPa，要求其测量误差不超过±0.1MPa，试确定该测点用的压力表量程及精度等级？习题讲解：解：为了测量的准确性，要求被测压力大于压力表量程的1/3，小于压力表量程的2/3。设压力表量程为P，10MPa＞1/3P则有P3×10=30MPa；10MPa＜2/3P则有P3/2×10=15MPa；根据压力表量程系列，可选用量程为0~16MPa或0~25MPa的压力表。仪表的准确度等级应选用使其引用误差不超过允许误差对于量程为0~16MPa的压力表，其引用误差为故应取精确度为0.5级的压力表，%625.0%100016/1.0对于量程为0~25MPa的压力表，其引用误差为：故应取精确度为0.2级的压力表。答：略。%4.0%100025/1.0五、压力差压变送器概述在生产过程中，压力变送器主要用于测量水、蒸汽的压力以及炉膛、凝汽器等的负压；差压变送器与节流装置配合，用于测量液体、气体或蒸汽的流量等。压力变送器和差压变送器测量的参数不同，但它们的结构和原理基本相同，只是测量敏感元件和受力方式不同。压力变送器的敏感元件是弹簧管和波纹管，而且是单侧受压。差压变送器的敏感元件是膜盒或膜片等，且为双侧受压(在壳体上标有“十”、“一”符号)。在DDZ型变送器系列中，DBY是压力变送器，DBC是差压变送器，DBL是流量变送器。变送器将被测参数值转换成统一的电信号，送给指示、记录仪表或送给调节器、计算机，以实现对被测参数的显示、记录或自动控制。因变送器首先接触各种被测介质，所以又把变送器称为“一次仪表”，而把各种显示仪表称为“二次仪表”。㈠、力平衡式压力、差压变送器同一机构型式(矢量机构或双杠杆机构)不同品种的力平衡式变送器，其结构和工作原理基本相同，只是感测部分不同。如压力变送器的检测元件是弹簧管或波纹管，差压变送器的检测元件是膜片或膜盒，靶式流量变送器的检测元件是一个处于工艺管道中的圆形靶板。在此以DBC型差压变送器为例详细介绍矢量机构变送器。1、矢量机构变送器的基本结构和工作原理DBC型矢量机构差压变送器的基本结构和工作原理如图下所