压力测量仪表原理及结构
压力表工作原理及结构
用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装臵。仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力（习惯上称表压）、负压 (习惯上称真空)和差压。
图1各种压力间的关系表示各种压力间的关系。工程技术上所测量的多为表压。压力的国际单位为帕(Pa)。压力的其他单位还有：工程大气压(kgf/cm2)、巴(bar)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)(即托)等。
压力是工业生产中的重要参数。如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。
弹性式压力测量仪表利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽(-0.1～1500兆帕)，是压力测量仪表中应用最多的一种。
一、压力表
1.1、压力表的工作原理
弹簧管压力表又称为波登管压力表。压力表中的弹簧的自由端是封闭的，它通过拉杆带动扇形齿轮转动。测压时，弹簧管在被测压力作用下产生变形，因而弹簧管自由端产生位移，位移量与被测压力的大小成正比，使指针偏转，在度盘上指示出压力值。如果表壳内通有大气，压力表测出的压力为正压或负压;如果将表壳密封并抽真空,压力表测出的压力就是绝对压力。弹簧管压力表带有隔离装臵时，尚可测量温度较高或腐蚀性、粘稠状、易结晶和粉尘状介质的压力。在精确度较高（如0.25级以上）的弹性式压力测
量仪表中，弹性元件多用恒弹性合金以至石英玻璃制成。传动机构的轴孔中镶嵌宝石轴承或滚动轴承。度盘标尺长，有的还能进行数字显示。
1.2、压力表的结构
弹簧管式压力表主要由带有螺纹接头的支持器、弹簧管、拉杆、调节螺钉、扇形齿轮、小齿轮、游丝、指针、上下夹板、表盘、表壳、罩壳等组成。传动机构中的各零部件的作用：拉杆的作用是将弹簧管自由端的位移传给扇形齿轮；扇形齿轮的作用是将线位移转换成角位移，并传给小齿轮；小齿轮的作用是带动同轴的指针转动，在刻度盘上指示出被测压力值；游丝的作用是使扇形齿轮和小齿轮保持单向齿廓接触，消除两齿轮接触间隙，以减小来回差；调整螺钉即改变调整螺钉的位臵，用以改变扇形齿轮短臂的长度，达到改变传动比的目的；上下夹板即用以将上述部件固定在一起，组成一套传动机构。
1.3、压力表的分类：
常用弹簧管仪表的型号、规范与精度如下表所示：
Y—压力表
Z—真空表
YZ—联成表这些均为普通型，即径向无边结构。
YX—电接点压力表
ZX—电接点真空表
YZX—电接点联成表
1.4、精度要求：
仪表的等级以仪表允许的最大基本误差的百分数数字部分表示。它表示仪表测量正确度和灵敏度的高低，所谓仪表的基本误差是指在被测量压力均匀变化时所测定的误差，并需满足以下条件：
装于正常的工作位臵，一般应处于垂直状态。
仪表的环境温度为：0.16级为20±2℃
0.25-0.5级为20±3℃
1.0—4.0级为20±5℃
1.5、技术要求：
1.5.1压力表的部件应装配牢固，不得有影响计量性能的锈蚀、裂纹、孔洞等缺陷。
1.5.2测量气体的压力表背面应有安全孔，孔上需有防尘装臵。
1.5.3压力表的指针应伸入所有的分度线内，其指针指示宽度不小于最小分度PT的1/5，指针与平面距离应在1-3mm范围内，外径200mm以上的仪表其指针与分度盘平面距离在2-4mm范围内。
1.5.4压力表的封印装臵在不损坏封印情况下，应不能触到内部机件。
1.5.5压力表处于工作位臵，在未加压力或未疏空时，在升压检定前和降压检定后，其指针指示应定在零值上。
1.5.6压力表的准确度等级和最大允许误差应符合下表中规定：
1.5.7压力表的回程误差不应超过最大允许基本误差的绝对值。
1.5.8压力表在轻敲表壳后，其指针示值变动量不得超过最大允许基本误差绝对值的1/2。
1.5.9压力表指针的移动，在全分度范围内应平稳，不得有跳动或卡住现象。
表2 精密表的准确度等级和允许误差
外观检查与检修
1.6.1压力表表盘应平整清洁，玻璃完好，嵌装严密；分度线、数字以及符号等应完整、清晰。测量特殊气体的压力表，应有明显的相应标记；
1.6.2压力表接头螺纹无滑扣、错扣，紧固螺母无滑牙现象；
1.6.3压力表指针平直完好，轴向嵌装端正，与铜套柳接牢固，与表盘或玻璃面不碰擦。
1.6.4弹簧管压力主要机械部件的检查
1.6.5游丝各圈间距均匀、同心平整，其表面应无斑点和损伤。上下夹板中心齿轮1.6.6扇形轮拉杆锁眼等各部件应清洁，无明显的磨损。弹性测量元件应无锈斑、变形和泄漏；
1.6.7机械部件组装后，紧配合部件应无松劲；可动部件应动作灵活平稳。各轴孔中加少量钟表油；
1.6.8电接点压力（真空）表的报警接点无明显斑痕和烧损。
1.6.9调校前校验在校准低量程压力表时，应注意消除液柱差影响；若有水柱修正的压力表，校准时应加上水柱的修正值；
1.6.10检查过程中，观察仪表是否有泄漏、卡、指针跳动等现象，并作好记录；
1.6.11压力表解体检修后，应作耐压试验，试验值应符合表14要求。
1.6.12校验：
（1）校验所需仪器：标准器、压力校验器、气体压力源、真空泵、兆欧表、隔离器、发迅设备以及合适的活扳手、起针器、螺丝刀等。
（2）选定校验点读取仪表示值时，应先加信号按被试表读取示值，当达到校验点后再读取标准值。当使用活塞压力计时，则此砝码所示值为标准丁点校验。
（3）校验点的选定一般不少于5点，其中包括零点和最大点。如使用中不能达到最大量程，可从实际出发，校验至足够使用的最大范围均可，但在校验报告中注明，对主要仪表，其使用范围加校一至二点。
（4）校验前做一般性检查，符合下列要求时，方可进行校验，否则先做检修处理，一般性检查应达到的具体条件如下：
（5）仪表刻度盘平整清洁，分度、数字、符号完整清晰，表盘分度标尺均匀分布，中心角一般为270°，标有数字的分度线宽度不超过下表规定：
（6）玻璃完好整洁,嵌装严密,无反光及影响读数的缺陷。
（7）仪表接头螺丝无滑扣，仪表六方接头平面完好，无严重滑方现象。
（8）仪表指针平直完好，嵌装规范，与铜套铆合牢固，与表盘或玻璃不蹭不刮。（9）电接点装臵外观完好，接点无明显斑痕、缺陷，明显部分标有电压和接点电数值，拔针器好用，信号引出接线端子完好，螺丝齐全并有完好的外盖。
1.6.13校验方法和步骤：
与标准表比较法：
（1）将标准表和被校表垂直装在符合要求的实验台上，压力为零时，校准零点：有零点限止钉的仪表，其指针应靠在限止钉上。无零点限止钉的仪表，其指针应在零点分度线宽度范围内；
（2）观察仪表指针位臵，然后均匀升压，正确读取被校表与标准指示值（指针与镜面指针影子成一条直线），依次类推校其他点，当校完测量上限后，继续加压略超上限，耐压3分钟，记录压力变化值。
（3）仪表的示值误差，轻敲前后均应不大于仪表的允许误差。精密表的准确度等级和允许误差见表6，一般弹簧管表的准确度等级和允许误差见表7。
仪表的轻敲位移差，当轻敲表壳后，指针示值变动量应不大于仪表允许误差绝对值的1/2。
（5）逐步减压，依次校验下行程的各点。
（6）注意：在被校表上加压（校验点），读取标准表指示值为实际测量值。
用活塞式压力计校验压力表（标准砝码的比较法）。
1.6.14带电接点信号装臵压力表的校验：
压力表的电气部分与表壳之间的绝缘电阻在环境温度5--35℃，相对湿度不大于85%时，应小于20MΩ。将压力表安装在校验器上，用拨针器将两个信号接触指针分别拨到上限及下限以外，然后进行示值检定，示值检定合格后，进行信号误差检定，标准器的读数与信号指针示值间的误差不得超过最大允许基本误差绝对值的1.5倍。
1.6.15结果处理：
经检定合格的压力表应予封印或发给合格证，必要时，封印的同时也发给合格证。经检定不合格的压力表，允许降级使用，但必须更改准确度等级标志。
1.6.16设备的常见故障的原因分析及处理：
（1）仪表在运行过程中常出现的故障现象有：变差大或指示误差大，压力表跳跃转动，中心齿轮与扇形齿轮转动不灵活和游丝变形等现象。
（2）变差大的原因有：
（2.1）机构有磨损或上下夹板错位，引起轴的倾斜。
（2.2）锁子松晃，轴眼磨大，连接松动。
（2.3）传动机构不清洁。
（2.4）游丝紊乱或不清洁，使弹性改变。
（2.5）弹簧管弹性滞后大。
（2.6）指示误差大的主要原因有：
（2.7）指针与中心轴松脱。
（2.8）指针与铜套松脱，指针与表盘及玻璃碰蹭。
（2.9）刻度与轴不同心。
（3）压力表跳跃转动主要原因有：
（3.1）自由端与连杆结合过紧。
（3.2）连杆与扇形齿轮连接滑块压的过紧，使连杆转动卡涩。
（3.3）扇形齿轮与中心齿轮和夹板结合面不平行或有损伤，啮合太紧，以致卡住。（3.4）中心齿轮与扇形齿轮转动不灵活：
（3.5）齿轮咬合过紧。
（3.6）齿轮间污物太多。
（3.7）中心齿轮不同心。
（3.8）扇形齿轮平面与中心齿轮不互相垂直。
（3.9）轴孔太小。
1.6.17、游丝调整：当游丝变形紊乱时，用夹嘴钳将其两端的销子拔下，取下游丝放在白纸上，用两把弹力较松的镊子调整，一把夹住游丝规矩的点，另一把夹住间距大或小的，向里或向外的平整游程，细心修整，使游丝均匀圆滑。如果游丝由于受热或扭曲过度，而造成严重变形时，应予以更新。
当示值的增长不成正比例情况下，当压力为最大量程的一半时，弹簧管自由端所引拉杆与扇形齿轮的中心线成90°，此时螺丝应在滑槽的中部，若大于或小于90°，就会使指示产生非线形误差，为此，必须调整拉杆与扇形齿轮的夹角。
旋转底板法：若仪表示值前大后小，旋松底板固定螺丝，将底板向反时针方向旋转；若仪表示值前小后大，旋松底板固定螺丝，将底板向顺时针方向旋转。
对拉杆长度可调的仪表，增大拉杆长度时，使夹角变小，以调整仪表示值的前大后小的不均匀度，反之则相反。
具有非线性误差的压力表，仅调一项往往不能满足要求，为此需要同时进行综合调整。
1.6.18、设备检修特别注意事项：
（1）在静载负荷时（指被测压力每秒变化速度不大于仪表满刻度范围的1%），应比被测对象额定参数（或工作点）高1/3量程。动载负荷时（即变化速度大于1%），应高1/2量程。
（2）测压点选取应合理，有代表性，不靠近阀门弯头处，以免对示值产生影响，仪表与测点之间一般不超过50米。
（3）选取仪表时，首先应考虑其型式和规范，其次是精度和性能。
对于0.5—4.0仪表，当环境温度超过20±5℃的范围，使仪表精度下降，如需进行精确测定，则应考虑温度附加误差的影响，温度附加误差对精度的影响程度由下式算得：现仪表精度=原仪表精度等级%+0.04(t环-25)%
（4）当仪表或导压管的环境温度接近或低于零度时，应采取防冻措施。
（5）仪表垫圈的材料选用，取决于测量条件与介质，一般：
低压、低温（80℃以下）用皮带、橡胶或尼龙类。
中压、温度在350℃-420℃时，用石棉橡胶或铝垫。
高温、高压工况，用退火紫铜座。
测压介质为氧气时，必须用除油脂铝垫或石棉垫，不可用有机材料。
测乙炔压力时，一般用石棉垫。
（6）投用和切断仪表时，截止门应缓慢开关。截止门安装应注意导压的方向性，在关闭后，门盖及盘根不再承受压力。
（7）检修作业应做到工完料尽场地清。
二、电测式压力测量仪表
这类仪表利用金属或半导体的物理特性直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。代表性产品有由压电式、压阻式、振频式、电容式和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。精确度可达0.02级，测量范围从数十帕至700兆帕不等。
图4 压阻式压力传感器的原理示意结构图。它是利用半导体材料硅受压后电阻率改变与所受压力有一定关系的原理制做的。用集成电路工艺在单晶硅膜片的特定晶向上扩散一组等值应变电阻，将电阻接成电桥形式。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，应变使电阻值发生与被测压力成比例的变化，电桥失去平衡，输出一电压信号至显示仪表显示。
三、压力变送器
1、压力变送器结构及工作原理
压力变送器被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。压力变送器和绝对压力变送器的工作原理和差压变送器相同，所不同的是低压室压力是大气压或真空。
信。
A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号，其值被微处理器用来判定输入压力值。微处理器控制变送器的工作。另外，它进行传感器线性化。重臵测量范围。工程单位换算、阻尼、开方，，传感器微调等运算，以及诊断和数字通信。
本微处理器中有16字节程序的RAM，并有三个16位计数器，其中之一执行A /D转换。D/A转换器把微处理器来的并经校正过的数字信号微调数据，这些数据可用变送器软件修改。数据贮存在EEPROM内，即使断电也保存完整。
数字通信线路为变送器提供一个与外部设备(如275型智能通信器或采用HART协议的控制系统)的连接接口。此线路检测叠加在4-20mA信号的数字信号，并通过回路传送所需信息。通信的类型为移频键控FSK技术并依据BeII202标准
压力变送器是种将压力变量转换为可传送的统一输出信号的仪表，而且其输出信号与压力变量之间有一给定的连续函数关系，通常为线性函数。
压力变量包括正、负压力，差压和绝对压力
2压力变送器的分类
压力变送器有电动和气动两大类，电动的统一输出信号为0~10mA，4~20mA（
或1~5V）的直流电信号，气动的统一输出信号为20~100kpa的气体压力。
压力变送器按不同的转换原理可分为力（力矩）平衡式、电容式、电感式、应变式和频率式，等等。
四、差压变送器
1差压变送器工作原理
电容式压力、差压变送器的原理电容式变送器有一个可变电容的传感组件．该传感器是一个完全封闭的组件过程压力、差压通过隔离膜片和灌充液硅油传到传感膜片引起位移．传感膜片和两电容极板之间的电容差由电子部件转换成（4-20）mA的两线制输出的电信号。
2电容式差压变送器的工作原理及结构简图如图2所示。
图2
1-正压室；2-弹性测量膜片；3-连接轴；4-固定电极；
5-可动电极；6-负压室；7-电极引线；8-环形弹簧极
差动电容式差压变送器的工作原理如下图所示，图中可动电极5固定在连接轴3中间，在可动电极两侧各装一固定电极4，组成两差动电容。当差压为零时，可动电极与两固定电极间的间隙相等，L1＝L2＝L0，两差动电容量相等，C1＝C2。当差压p＋－p －分别加到正负压室弹性测量膜片上时，引起膜片位移，连接轴3带动其上的可动电极产生相应的微小位移，使可动电极与两固定电极的间隙L1和L2不相等，相应的电容C1和C2电容量也不相等。这样将两弹性测量膜片上检出的压差信号变为电容量的变化。通过电路的检测和转换放大，转变为二线制输出的4～20mA直流信号
五、差压式液位测量法
1.液位测量
液位测量: 是一门测量液—液、气—液和液—固分界面的技术。从原理上讲，液位测
量主要基于相界面两侧物质的物性差异或液位改变时引起有关物理参数的变化。在工程应用中，它包括对液位、液位差、相界面的连续监测，定点信号报警、控制等。
2.分类: 主要的有沉浮式液位测量法(浮子液位计)、差压式液位测量法(差压式液位计)、电容式液位测量法(电容式液位计)、电阻式液位测量法(电阻式液位计)等。
3.测量方法的选择: 选择合适的测量方法不仅要求能够获得最大信号量，同时还应该考虑信号传送过程对被测液体安全性等方面的影响(如电源、光辐射可能加热低温液体或引爆易燃液体等)，考虑被测液体对敏感元件的污染、腐蚀以及所需仪表的成本、用户的使用条件
等具体情况。
二.差压式液位测量法
1.基本原理
其原理是运用流体静力学平衡方程,即液体中任一点的静压力与其自由表面上
的压力，原理图如下。
对于开口容器,其平衡方程如下:
△P=P1-P2=ρ1gH
由此可得:H=△P/ρ1g
2差压变送器用于流量测量：
差压式流量测量系统是基于流体流动的节流原理。在流体管道内，当流体流过孔板、喷嘴等节流件时，产生局部收缩，部分位能转化为动能，收缩截面处流体的平均流速增加，静压力减小，在节流件前后产生静压差。流体的流量愈大，这个静压差也愈大，两者之间成一一对应的关系，测出节流件前后的压差△P，就可间接地测
出流体的流量。节流件前后的压差△P与流量q的关系是q = K*（△P）1/2（K——与被测流体性质、参数及节流件有关的参数）。
差压式流量测量系统主要由标准节流装臵、差压信号管路、管路上的一次阀、二次阀、平衡阀、差压变送器和显示仪表组成。要想使差压流量测量系统能准确测量，应保证标准节流装臵正确安装、仪表管路及阀门正常投用、差压变送器正常工作及显示仪表正常工作。
3、保证标准节流装臵的正确安装
标准节流装臵能否正确安装，决定能否得到正确的差压△P信号，从而影响
能否准确显示流量的大小。标准节流装臵的安装应符合以下条件：（1）节流件开孔应与管道中心同心，在两个互相垂直的对角线方向上，测量环室边缘与法兰边缘距离之差不应大于1mm。（2）节流装臵端面应与管道轴线垂直。（3）节流装臵只能安
装在直管段内，其前方最小直管段长度根据管道的局部阻力、有无截门等情况而不同，其值可从专门的图表中查得；而其后部的直管段长度一般应大于5D（D为管道内径）。（4）节流装臵前的管道内径应在靠近节流装臵和距节流装臵2D的两个截面上分别进行四次测量，其算术平均值与设计值之差为：当m≤0.3（m为开孔面积）时，不超过3%；当0.3＜m≤0.5时，不超过1%；当m＞0.5时，不超过0.5%。每次单独测量的结果与上述四次测量的平均值比较：当m≥0.3时，偏差不超过±0.5%；
当m＜0.3时，偏差不超过±2%。（5）由于节流件取压口装设在夹紧环或环室上，
因此在安装节流件时，如被测介质为液体时应考虑到防止气体进入导压管，如被测介质为气体时应考虑到防止不和脏物进入导压管。（6）若安装节流装臵的管道处于
水平或倾斜位臵，则取压口位臵的选择如下：当被测介质为液体时，取压口应在管
道下方；当被测介质为气体时，取压口应在管道上方。如安装节流装臵的管道处于
垂直位臵时，则取压口位臵可任意选择。（7）对于测量蒸汽流量的节流装臵，在节
流件取压口装设有冷凝器，其作用是使节流件与差压计之间导压管中的被测蒸汽冷凝，并使正负压导管中的冷凝液面有相等的恒定高度。为此，节流件取压口位臵的
选择，对于水平或倾斜管道，应在管道中心以上。对于垂直管道，则取压口位臵可
以任意选择，而下面的冷凝器应向上移，以使正负压的冷凝液面处于相同的高度。（8）对于新安装的管道，节流件必须在管道冲洁净后才能进行安装。冲洗时可用
与节流件夹紧环或相同厚度的临进垫圈代替。（9）在节流装臵前后长度为2D20的
一段管道内壁上，不得有任何凹坑和肉眼可见的突出物，如旱缝，温度计套管等。（10）当节流装臵前后装有温度计套管时，二者之间必须有一定的距离，其大小可
根据温度计套管直径d决：当d≤0.04D时，距离应大于5D；当0.13D≤d≤0.18D 时，距离应大于30D。
4、保证仪表管路及阀门正常投用
仪表管路安装应符合以下条件：（1）仪表导管管路应能抗腐蚀，一般采用钢
管或铜管，其内径应在12mm～15mm之间。（2）管路总长度一般不超过50m和不小于
3m。若被测介质温度高于100℃时，则长度不应小于6m。（3）应根据被测介质的压
力采用耐压强度足够的仪表管。一般汽水取样多用无缝钢管，测量风量等微压介质
时可用优质瓦斯管。导管敷设完毕后，应作严密性试验或耐压试验。（4）仪表管路
的装设应保持垂直，或与水平之间有不小于1%～10%的倾斜角度，整个仪表管路应
向同一方向倾斜；应根据具体情况在表管最高处装设排气门，或在最低处装设放水门。（5）敷设仪表管路时，每隔1～2m应有固定卡子。多根仪表管束一起敷设时，应排列整齐。敷设易燃易爆介质的表管时，应注意隔热和防火。（6）仪表管穿越楼板、平台铁板时，应加装护管或留有富裕的孔口，并定期进行磨损检查。（7）管路拐弯处应均匀弯曲和不得变扁，弯曲半径不得小于管子外径的8～10倍。（8）两根导管应并排敷设并处于同一环境温度中。（9）导压管路应油漆，并有注明用途、名称的标牌，必要时可刷色标。（10）差压计装在节流装臵的上方或下方时，管道
敷设有特殊要求，安装前可参看有关技术资料。
在系统使用中，为保证差压信号能准确送到变送器的正、负压室，应使一次阀门、二次阀门开启，平衡门关闭，同时所有仪表管路及阀门都不能有漏、有堵。
5、保证差压变送器正常工作
差压变送器用来将差压信号转化成相应的电流信号，它能否准确转换直接影响到流量测量的准确性。为保证差压变送器能正常工作，应定期对其进行检定。具体检定项目及须达到的要求如下：（1）仪表外观。表体整洁、铭牌完好，零部件完好无损。（2）基本误差。差压变送器的误差不能超过其允许基本误差。（3）回程误差。差压
变送器的回程误差不得超过允许基本误差的绝对值。（4）密封性。差压变送器在承受额定工作压力时，不得有泄漏及损坏现象。（5）静压误差。当差压变送器无测量信号时，应能承受向正、负压室同时施加的额定工作压力。工作压力自零增大到额定工作压力值和从额定工作压力下降到零时，静压误差不得超过规程中的误差。（6）恒流性能。当负载电阻在差压变送器允许范围内变化时，其输出电流的变化不应超过允许基本误差的绝对值。（7）电源电压在190~240V范围内变化时，变送器输出电流的变化
不应超过允许基本误差的绝对值。（8）电源中断再现性。当差压变送器切断电源1分钟后，重新通电时，输出电流变化不应超过允许基本误差的绝对值之半。（9）绝缘性。差压变送器的绝缘电阻应符合下列规定：输出端子对机壳不小于20MΩ，电源端子
对机壳不小于50MΩ，电源端子对输出端子不小于50MΩ。（10）稳定度。差压变送器
的稳定度不应超过允许基本误差的绝对值。（11）超负荷。差压变送器应能承受量程的125%的超负荷试验，试验后仍符合全部技术要求。（12）小信号切除性能。在切除过程中，差压变送器的输出值不允许有缓慢变化及停滞现象。
6、保证显示仪表正常工作
对于不同流体的流量，要求配用不同类型的流量显示仪表。对于不可压缩的液
体流量，其流量q = K*（△P）1/2，其中系数K基本不会随介质压力温度的变化而
变化，故配用的流量显示仪表只须有开方功能即可。而在实际运行过程中，蒸汽的压力、温度是经常波动的，从而导致被测介质密度改变，此时流量q与差压△P就不是
简单的开方关系，而是还含有密度等参数的影响。此时，若要测量该蒸汽的流量，要
求系统应加装该蒸汽的温度、压力变送器，对其进行蒸汽密度的自动校正。此时配用
的流量显示仪表应具有温度、压力的补偿功能。对于流量显示仪表也应按规定进行定
期校验，使其达到技术要求
7、变送器检修与检定作业标准
变送器根据被测介质的压力不同分为压力变送器,绝对压力变送器,微差变送器,低、中、高差压变送器,高静压变送器,可进行压加、流量、液体的测量。我厂多数采用的是参加HART协议的罗斯蒙特3051变送器。
7.1检修项目与质量要求
7.1.1一般性检查
1)被检仪表（或装臵）外壳、外露部件(端钮、面板、开关等)表面应光洁完好，
铬牌标志应清楚；
2)各部件应清洁无尘、完整无损，不得有锈蚀、变形；
3)紧固件应牢固可靠，不得有松动、脱落等现象，可动部分应转动灵活、平衡，无
卡涩；
4)绝缘检查应符合表1要求。
7.2变送器密封性检查
1)变送器与压力校验器紧密连接后，平衡地升压（或疏空），使变送器测
量室压力至测量上限值（或当地大气压力90%的疏空度）后，关闭隔离
阀，密封15min，在最后5min内，其压力值下降（或上升）不得超过
测量上限的2%；
2)差压变送器进行密封性试验时，其高、低压力容室连通，同时加入额
定工作压力进行观察。
b)调校项目与技术标准
7.3零位及满量程校准
1)校准低量程变送器时，应注意消除液柱差影响；若有水柱修正，校准
时应加上水柱的修正值；当传压介质为液体时，应保持变送器取压口
的几何中心与活塞式压力计的活塞下端面（或标准器取压口的几何中
心）在同一水平面上。
2)输入下限压力信号时，调整变送器输出电流为物理零位；加压至上限
压力信号值时，调整输出电流为满量程，反复调整直至二者都达到要
求；
3)根据运行要求进行零点的正或负迁移；
4)智能变送器初次校准时，应施加被测物理量进行校准，以后校准可以
通过手操器进行。
7.4基本误差及回程误差校准
5)按仪表按制造厂规定的时间进行预热；制造厂未作规定时，可预热
15min（具有参考端温度自动补偿的仪表，预热30min ）后，进行仪表
的调校前校验；
6)校验在主刻度线或整数点上进行；其校验点数除有特殊规定外，应包
括上限、下限和常用点在内不少于5点；
7)校验从下限值开始，逐渐增加输入信号，使指针或显示数字依次缓慢
地停在各被检表主刻度值上（避免产生任何过冲和回程现象），直至量
程上限值，然后再逐渐减小输入信号进行下行程的检定，直至量程下
限值。过程中分别读取并记录标准器示值（压力表校验除外）。其中上
限值只检上行程，下限值只检下行程；
8)变送器的基本误差值、回程误差值及输出断路量程的变化应满足表10
要求；
c)基本组成及技术特性和指标
7.5基本本组成
1)壳体;
2)电路板:将电容的变化量转化为4-20mADC输出;
3)电流指示表:对应4-20mADC,指示0-100%。
7.6技术特性
4)使用对象: 液体、汽体和蒸汽
5)输出信号: 4-20mA DC。
6)电源: 24VDC
7)正、负迁移:最大正迁量为最小调校量程的500%,最大负迁移量为最小
调校量程的600%,但上下限都不得超过最大量程的极限。
8)零点提升和零点下降
9)零点可以下降到大气压（适用于表压变送器）或 0 psia （适用于绝
压变送器）与量程上限之间，假设标定量程等于或大于最小量程，并
且量程上限值不超过量程上限
10)温度范围: ±（0.15% URL + 0.15% 量程）/50 °F （28 °C）
环境温度范围从–40 °F 至 185 °F（-40 °C 至 85 °C）
11)阻尼:时间常数在0.4—6.0秒之间连续可调,启动时间:2秒。
7.7技术指标:
12)精度:调校量程的±0.075% 标定量程
13)稳定性: 对于±50 °F （28 °C）的温度变化，5 年内达到±0.125%
URL 。
14)温度影响: ±（0.15% URL + 0.15% 量程）/50 °F （28 °C）
环境温度范围从–40 °F 至 185 °F（-40 °C 至 85 °C）
15)量程误差:量程误差是一种系统误差,安装之前可予先加以校正。
16)振动影响:误差为最大量程的小于±0.1% URL/g.
17)电源影响:输出变化小于小于±0.01%
18)负载影响:电源稳定时,无负载影响。
19)安装位臵影响; 零点漂移可达 2.5 inH2O（63.5 mmH20），但可以修正
掉。无量程影响。
20)响应时间： < 1纳秒
21)峰值冲击电流： 5000 A，对外壳
22)峰值瞬态电压：100 V dc
23)回路阻抗： < 25 欧姆
24)阻尼
模拟输出对阶跃输入变化的响应时间是由用户选择的一个时间常数（0－36秒）。该软件设定阻尼值不包括传感器膜头的响应时间。
7.8设备常见故障的原因分析及处理
7.8.1输出过大:
a)检查一次元件是否堵塞,管路是否有漏水
b)是否有残存的气体或液体
c)检查敏感部件的连接是否可靠
d)检查电源的输出是否正常
7.8.2输出不稳定:
a)检查变送器的电压,是否有断续短路,断路和多点接地
b)调整阻尼电位尼
c)管路是否有漏气和残存的液体气体
7.8.3输出低或无输出:
a)检查被测介质的变化
b)检查加到变送器上的电压,检查短接线极性.
c)检查回路阻抗(注意检查回路不能用小于100V的电压)
d)引压管是否正确,有无泄露和堵塞。
7.9变送器的维护
a)在变送器安装过程中，必须选择合适的变送器
b)在变送器投运前确认内部参数已设定合适，量程在允许范围内
c)在高温高压系统进行变送器投退时，必须按照要求的步骤进行，防止
变送器损坏
d)变送器的迁移量不可超过±100%
7.10变送器的安装要求和注意事项如下：
（1）变送器的安装位臵应尽量避免高温、磁场和振动的地方，以免影响测量精度。（2）变送器的安装应牢固整齐美观，不得有倾斜。
（3）变送器的导压管直径一般不应小于14mm，长度应尽量短，最长不能超过50m。（4）变送器应装有二次门和排污门，测量蒸汽时应在管路最上方装有排空门，一
次门前应装有冷凝罐。管路最高处还应装有排空气门。
（5）变送器的电缆应为2×1.5mm2的屏蔽电缆。
（6）差压变送器管路应有一定的倾角。
7.11安装差压信号管路的要求
（1）为了减小迟延，信号管路的内径不应小于8-12mm，管路应按最短距离敷设，但
不得短于3m，最长不得大于50m，管路弯曲处应是均匀的圆角。
（2）为了防止信号管路积水、积汽，其敷设应有大于1：10的倾斜度，信号管路内为液体时，应安装排气装臵，为气体时，应装有排液装臵。
（3）测量具有腐蚀性或黏度大的流体时，应设隔离容器，是为防止信号管路被腐蚀或阻塞。
（4）信号管路所经之处不得受热源影响，更不应有单管道受热现象，也不应有冻管现象。在采取防冻措施时，两根管路的温度要相等。
7.12简述测量液体和蒸汽的差压信号管路的安装方法？
（1）测量液体时：
1）一般差压计位臵要低于节流装臵位臵。
2）如果差压计的位臵要高于节流装臵的位臵时，应将信号管路先向下敷设一段，然后再向上接至仪表，这时要在信号管路最高点装设空气收集器，以收集信号管路中的气体，然后定期排掉，并且在差压计前要装设沉积器，收集信号管路中的杂质、污物，以免堵塞管路和损坏差压计。
（2）测量蒸汽时：
1）一般差压计的位臵要低于节流装臵的位臵。
2）如果差压计的位臵要高于节流装臵的位臵时，信号管路应先向下敷设一段，然后再向上敷设，并且要装设空气收集器。
3）取压处和信号管之间应加装冷凝器，以防止高温介质直接进入差压计，保证两根管路内的液柱高度相等。
如何正确选择压力仪表
如何正确选择压力仪表 如何正确选择压力仪表：我们要从测量介质的温度，压力，介质的粘度，精度要求，尺寸大小，输出信号，使用现场环境来综合考虑。正确选择压力表必须从多方面考虑，不能只是想着低价格，选型是最主要的，其次在使用中要注意正确安装使用和维护。 根据压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电阻式、电容式、电感式和振频式等等。压力计测量压力范围宽广可以从超真空如133×10-13Pa 直到超高压280MPa。压力计从结构上可分为实验室型和工业应用型。压力计的品种繁多。因此根据被测压力对象很好地选用压力计就显得十分重要。 1．就地压力指示：当测量介质压力在2.6Kpa时,可采用膜片式压力表、波纹管压力表和波登管压力表。如接近大气压的低压检测时，可用膜片式压力表或波纹管式压力表。 2．远距离压力显示：如果需要进行远距离压力显示时，一般用气动或电动压力变压器，也可用电气压力传感器。当压力范围为 140~280MPa时，则应采用高压压力传感受器。当高真空测量时可采用热电真空计。 3．多点压力测量：进行多点压力测量时，可采用巡回压力检测仪。如果被测压力达到极限值需报警的，则应选用附带报警装置的各类压力计。 如何正确选择压力仪表除上述几点考虑外，还需考虑以下几方面：
（1）压力表量程的选择：根据被测压力的大小确定仪表量程。对于弹性式压力表，在测稳定压力时，最大压力值应不超过满量程的3/4；测波动压力时，最大压力值应不超过满量程的2/3。最低测量压力值应不低于全量程的1/3。 （2）压力表精度选择：根据生产允许的最大测量误差，以经济、实惠的原则确定仪表的精度级。一般工业用压力表1.5级或2.5级已足够,科研或精密测量用0.5级或0.35级的精密压力计或标准压力表。（3）压力表使用环境及介质性能的考虑：环境条件恶劣，如高温、腐蚀、潮湿、振动等，被测介质的性能，如温度的高低、腐蚀性、易结晶、易燃、易爆等等，以此来确定压力表的种类和型号。 （4）压力表外形尺寸的选择：现场就地指示的压力表一般表面直径为φ100mm，在标准较高或照明条件关差的场合用表面直径为 φ200~φ250mm的，盘装压力表直径为φ150mm，或用矩形压力表。 压力表正是由于价格低，所以市场用量很大，压力表测量的好坏，大都数原因和选型有关，其次是使用和维护问题。相信大家现在一定知道如何正确选择适用的价格合理的压力仪表。
压力测量仪表原理及结构
压力表工作原理及结构 用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装臵。仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力（习惯上称表压）、负压 (习惯上称真空)和差压。 图1各种压力间的关系表示各种压力间的关系。工程技术上所测量的多为表压。压力的国际单位为帕(Pa)。压力的其他单位还有：工程大气压(kgf/cm2)、巴(bar)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)(即托)等。 压力是工业生产中的重要参数。如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。 弹性式压力测量仪表利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽(-0.1～1500兆帕)，是压力测量仪表中应用最多的一种。 一、压力表 1.1、压力表的工作原理 弹簧管压力表又称为波登管压力表。压力表中的弹簧的自由端是封闭的，它通过拉杆带动扇形齿轮转动。测压时，弹簧管在被测压力作用下产生变形，因而弹簧管自由端产生位移，位移量与被测压力的大小成正比，使指针偏转，在度盘上指示出压力值。如果表壳内通有大气，压力表测出的压力为正压或负压;如果将表壳密封并抽真空,压力表测出的压力就是绝对压力。弹簧管压力表带有隔离装臵时，尚可测量温度较高或腐蚀性、粘稠状、易结晶和粉尘状介质的压力。在精确度较高（如0.25级以上）的弹性式压力测
压力检测仪表
第三章压力检测仪表 压力是工业生产过程中重要工艺参数之一。许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行，才能取得预期的效果；压力的监控也是安全生产的保证。压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。压力测量仪表还广泛地应用于流量和液位测量方面。 1．压力概念和单位 压力概念：在工程上，“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力，通常用P表示，对应于物理学中的压强。 单位：国际标准单位为帕斯卡，简称为帕，符号为Pa，加上词头又有千帕、兆帕等，我国规定帕斯卡为压力的法定单位。目前，工程技术中仍常用的单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。 在工程上，压力有几种不同的表示方法，并且有相应的测量仪表。 (1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部压力称为绝对压力。用来测量绝对压力的仪表， 称为绝对压力表。
(2)大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力，称为大气压力。它随地理纬度、海拔高度及气象 条件而变化，其值用气压计测定。 (3)表压力通常压力测量仪表是处于大气之中，则其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差， 称为表压力。一般地说，常用的压力测量仪表测得的压力值均是表压力。 (4)真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值(负压力)，其绝对值称为真空度，用来测量真 空度的仪表称为真空表。 (5)差压设备中两处的压力之差简称为差压。生产过程中有时直接以差压作为工艺参数，差压测量 还可作为流量和物位测量的间接手段。 压力检测的主要方法及分类： 根据不同工作原理，主要的压力检测方法及分类有如下几种。 （1）重力平衡方法 液柱式压力计基于液体静力学原理。被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，将被测压力转换为液柱高度来测量，其典型仪表是U形管压力计。这类压力计的特点是结构简单、读数直观、价格低廉，但—般为就地测量，信号不能远传；可以测量压力、负压和压差；适合于低压测量，测量上限不超过0.1～0.2 Mpa；精确度通常为0.02%～±0.15%。高精度的液柱式压力计可用作基准器。 负荷式压力计基于重力平衡原理。其主要型式为活塞式压力计。被测压力与活塞以及加于活塞上的砝码的重量相平衡，将被测压力转换为平衡重物的重量来测量。这类压力计测量范围宽、精确度高(可达±0.01%、性能稳定可靠，可以测正压、负压和绝对压力，多用作压力校验仪表。单活塞压力计测量范围达0.04～2500MPa，此外还有测量低压和微压的其他类型的负荷式压力计。 (2)机械力平衡方法 这种方法是将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量平衡时的外力可以测知被测压力。力平衡式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。这种类型的压力、差压变送器在电动组合仪表和气动组合仪表系列中有较多应用。
压力仪表的分类与选择
压力仪表的分类与选择 根据测量原理来分，压力表可以分成两大类：一种是根据压力作用于物体后产生的物理效应测量压力大小的，如压阻式压力传感器和压电式压力传感器等；一种是按压力的定义直接测量压力大小的，如液柱式压力计和数显压力表等。 在生产过程中要根据被测压力信号的大小、是否需要远传、报警或自动记录、显示要求、被测介质特性（如黏度大小、温度高低，腐蚀性、清洁程度等）、要求测量精度、周围环境条件（诸如温度、湿度、振动等）、是否要求防爆等来选择合适的压力计；即按压力量程定制的压力表、远传压力表、集压力显示控制报警于一体的数显压力控制器、需要采集记录数据的记录型压力表、特殊介质需耐腐蚀压力表、防爆压力表。总之，正确选用仪表类型是保证安全生产及仪表正常工作的重要前提。 1、信号传送距离：就地显示压力可以选用数显式压力表、液柱式压力表、浮标式压力表等；需要远传压力信号或对压力信号进行控制时，可以选择远传压力表、控制式压力表、报警式压力表等。 2、测点个数：需要同时测量多点压力时可以选择压力巡检仪表。 3、量程：根据被测压力大小选择合适的压力表量程。稳定压力，被测压力应落在1/3~2/3量程之间；脉动压力，最大压力应不超过满量程的1/2；高压，最大压力应不超过满量程的3/5。 4、精度：根据生产过程允许的最大测量误差选择，兼顾经济性、可靠性与耐用性。 5、外形尺寸：数显压力表一般选择表盘直径为φ60mm、φ80mm、φ
100mm；指针仪表表盘直径一般选为φ150mm，较差照明条件下可增大到φ200~φ250mm。 6、被测介质特性、黏稠、易结晶、具有腐蚀性或含固体颗粒的被测介质应选用平膜压力表或带化学密封装置的压力表；蒸汽或高温介质应选不锈钢压力表或安装冷凝圈；测特殊化工介质要选用专用压力表，如含氨介质选氨用压力表，含硫介质选抗硫压力表等。
在线仪表测量原理汇总
在线仪表检测原理汇总 1. 红外分析仪测量原理: 使红外线通过装在一定长度容器内的被测气体,然后测定通过气体后的红外线辐射强度,检测吸收后剩余的光能,辐射能量的衰减与待测组分呈线性关系. 2. 氧含量分析仪测量原理: A. 氧化锆分析仪: 在氧化锆固体两侧用烧结的方法制成多孔铂层, 构成氧浓度电池, 在高温 (650-850) 催化作用下, 被测样品气中的氧分子离解成氧离子从分压大的一侧向分压小的一侧扩散, 这样就形成氧浓度差电动势, 电动势的大小与被测气体氧含量呈线性关系. B. 磁力机械式分析仪: 在一个密闭的气室中,装有两个不均匀的磁场磁极,两个空心球至于两对磁极的间隙中,在哑铃与金属带交点处装一平面反射镜片,光源发出的光投射在平面反射镜上,反射镜再把光束反射到两个光电原件上,当被测样气进入气室内后,被测样气的氧含量不同,体积磁化率不同,使得哑铃做角位移,反射镜随之偏转,两个光电检测器接收到的光能出现差值,光电组件输出毫伏信号,从而测量出样气中氧气含量. 3. 微量水分析仪: A. 电容式微量水: 对于一定几何结构的电容器来说，其电容量与两极间介质的介电常数ε成正比。不同的物质，ε值都不相等，一般介质的ε值较小，例如一般干燥物质的ε在2.0～5.0之间。但水的ε为81，所以它比一般介质的ε值大的多。当介质中含有水分时，就会使介质的ε值改变，从而引起电容量的变化，这个变化与介质的含水量有线性关系，这就是电容式微量水分仪的基本测量原理。 (ε：艾普西龙) B. 晶体震荡式微量水: 晶体震荡式微量水分仪的敏感元件是水感性石英晶体,它是在石英晶体表面涂覆了一层对水敏感(容易吸湿也容易脱湿)的物质,当湿性样品气通过石英晶体时, 石英表面的涂层吸收样品气中的水分,使晶体的质量增加,从而使石英晶体的震荡频率降低.然后通入干性样品气,干性样品气萃取石英涂层中的水分,使晶体的质量减少,从而使石英晶体的振动频率增高.在湿气,干气两种状态下振荡频率的差值,与被测气体中水分含量成比例. 4. 色谱分析仪: A. TCD 检测器：根据纯载气和载气中含被测组份时导热系数不同，因而热导率发生变化，使测量电桥产生不平衡电压，从而测出组份浓度。 B. FID 检测器：检测碳氢化合物的质量检测器。燃烧氢气和样品在燃烧室中燃烧所产生的离子流与样品浓度成正比。 C. FPD 检测器：检测含磷物质或含硫物质的选择性检测器。色谱柱流出物被送到含富氢的火焰中燃烧，然后具有磷或硫特征波长的光将产生，只有磷或硫特征波长的光才能通过滤光片后到达光电倍增管，然后在光电倍增管中产生检测信号。 5. 磷酸根分析仪 磷酸根分析仪使用稳定的磷钒钼黄比色法，确定水溶液中正磷酸盐的含量。其工作原理是：水中的磷酸根在酸性条件下，与钼酸盐和偏钒酸盐反应，生成黄色的磷钒钼酸；用由光度计检测磷钒钼黄的吸光度，该检测信号与溶液中正磷酸根的含量成正比。 6. 钠离子分析仪 钠离子分析仪采用钠敏电极，属电位分析法。钠电极的电位对钠离子浓度变化的响应可用能斯特方程描述： E=E 0＋2.3nF RT lg a Na ＋ 式中：E---钠电极所产生的电位，mV E0----当钠离子活度为1mol/L 时，钠电极所产生的电位，mV
各种压力测量表计图例
膜片和膜盒 diaphragm and diaphragm capsule 压力测量仪表中的测压弹性元件。由金属或非金属材料制成、周边固定而受力后中心可移动的、具有一定型面的薄片称为膜片。按型面的形状不同膜片可分为平膜片、波纹膜片和球形膜片。型面平坦无波纹的膜片为平膜片；型面具有同心环形波纹的膜片为波纹膜片。将两个膜片的外边缘密封而构成的盒体称为膜盒（见图）。 在压力、轴向力作用下，膜片、膜盒均能产生位移。膜片、膜盒主要用作压力测量仪表的测量元件。膜盒用于测量微小压力。膜片用于测量不超过数兆帕的低压；也可用作隔离元件。在相同的条件下，平膜片位移最小，波纹膜片次之，膜盒最大。如需更大位移，可将数个膜盒串联成膜盒组。 弹簧管 bourdon tube 一端封闭的特种成型管，当管内和管外承受不同压力时，则在其弹性极限内产生变形。弹簧管是压力测量仪表中的一种压力检出元件。它是用弹性材料制作的、弯成C形、螺旋形和盘簧形等形状的中空管。 最早的弹簧管弯成C形，因为法国人E.波登所发明，故又称波登管，现代仍大量应用。它的自由端可移动，开口端固定。管中通入流体，在流体压力作用下，弹簧管发生变形，自由端产生线位移或角位移。 弹簧管的测量范围可由数十千帕至一吉帕以上。常见的截面形状有椭圆形、扁形、圆形（见图）。其中扁管适用于低压，圆管适用于高压，盘成螺旋形弹簧管可用于要求弹簧管有较大位移的仪表中。
波纹管 bellows 压力测量仪表中的一种测压弹性元件。它是具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱的壳体，波纹管具有弹性，在压力、轴向力、横向力或弯矩作用下能产生位移。波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十 兆帕。 另外，波纹管也可以用作密封隔离元件，将两种介质分隔开来或防止有害流体进入设备的测量部分。它还可以用作补偿元件，利用其体积的可变性补偿仪器的温度误差。有时也用作为两个零件的弹性联接接头等。波纹管按构成材料可分为金属波纹管、非金属波纹管两种；按结构可分为单层和多层。 单层波纹管（见图）应用较多。多层波纹管强度高，耐久性好，应力小，用在重要的测量中。波纹管的材料一般为青铜、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金和因康镍 尔合金等。 【电测式压力测量仪表】 这类仪表利用金属或半导体的物理特性直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。代表性产品有由压电式、压阻式、振频式、电容式和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。精确度可达0.02级，测量范围从数十帕至700兆帕不 等。 图4为压阻式压力传感器的原理示意。它是利用半导体材料硅受压后电阻率改变与所受压力有一定关系的原理制做的。用集成电路工艺在单晶硅膜片的特定晶向上扩散一组等值应变电阻，将电阻接成电桥形式。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，应变使电阻值发生与被测压力成比例的变化，电桥失去平衡，输出 一电压信号至显示仪表显示。
常用压力仪表工作原理
压力类仪表的工作原理 压力是工业生产过程中的重要参数之一。在许多生产过程中，要求系统只有在一定的压力条件下工作，才能达到预期效果，同时，压力也是监控安全生产的保证。因此，压力检测与控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。 在物理学中，垂直作用在单位面积上的力称为压强，在工程上称为压力。如下式： S F p 表示受力面积。表示垂直作用力；表示压力；式中，S F p 由于参照点不同，在工程技术中压力分为以下几种： 1.大气压：地球表面上的空气质量所产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。 2.差压（压差）：两个压力之间的相对差值。 3.绝对压力：绝对压力是相对零压力（绝对真空）而言的压力。 4.表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压>0。 5.负压（真空表压力）：和“表压力“相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压<0。 在工程上，按压力随时间的变化关系分为以下两类： 1、静态压力：一般理解为“不随时间变化的压力，或者是随时间变化较缓慢的压力，即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。
2、.动态压力：和“静态压力”相对应，“随时间快速变化的压力，即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”通常用1/2ρν2计算。式中ρ为流体密度；v 为流体运动速度。” 压力单位换算关系见下表： 牛顿/米2 (帕斯卡) (N/m 2)(Pa) 公斤力/米2 (kgf/m 2) 公斤力/厘米2 (kgf/cm 2) 巴 (bar) 标准大气压 (atm) 毫米水柱 4o C (mmH 2O) 毫米水银柱 0o C (mmHg) 磅/英寸2 (lb/in 2,psi) 牛顿/米2 (帕斯卡) (N/m 2)(Pa) 1 0.10197 2 10.1972×10-6 1×10-5 0.986923×10-5 0.101972 7.50062×10- 3 145.038×10-6 公斤力/米2 (kgf/m 2) 9.80665 1 1×10-4 9.80665×10-5 9.67841×10-5 1×10-8 0.0735559 0.00142233 公斤力/厘米2 (kgf/cm 2) 98.0665×103 1×104 1 0.980665 0.967841 10×103 735.559 14.2233 巴 (bar) 1×105 10197.2 1.01972 1 0.986923 10.1972×103 750.061 14.5038 标准大气压 (atm) 1.01325×105 1033 2.3 1.03323 1.01325 1 10.3323×103 760 14.6959 毫米水柱 4o C (mmH 2O) 0.101972 1×10-8 1×10-4 9.80665×10-5 9.67841×10-5 1 73.5559×10-3 1.42233×10-3 毫米水银柱 0o C (mmHg) 133.322 13.5951 0.00135951 0.00133322 0.00131579 13.5951 1 0.0193368 磅/英寸2 (lb/in 2,psi) 6.89476×103 703.072 0.0703072 0.0689476 0.0680462 703.072 51.7151 1 压力测量系统根据测量的原理，分为如下几类： 一、净重式。净重式压力计包括液柱式压力计和活塞式压力计；
讲述物位测量仪表的种类及其原理与特点
讲述物位测量仪表的种类及其原理与特点 本文由https://www.360docs.net/doc/133876836.html,提供 物位测量仪表是测量液态和粉粒状材料的液面和装载高度的工业自动化仪表。测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度，或表面位置的仪表称为料位计；测量罐、塔和槽等容器内液体高度，或液面位置的仪表称为液位计，又称液面计；测量容器中两种互不溶解液体或固体与液体相界面位置的仪表称为相界面计。 物位测量仪表的种类很多，常用的有直读式液位计、差压式物位仪表、浮力式液位计、电容式物位仪表、声波式物位仪表和核辐射物位仪表。此外，还有电触点式、翻板式和机械叶轮探测式等物位测量仪表。 直读式液位计是将指示液位用的玻璃管或特制的玻璃板接于被测容器，根据连通管原理，从玻璃管或玻璃板上的刻度读出液位的高度。直读式液位计结构简单、直观，但只能就地读数，不能远传。 差压式物位仪表是假定物料的重度为恒定值，容器中液体或固体物料堆积的高度与它在某测试点所产生的压力成正比，因而可用测压的方法来测量物位。测量压力可用压力表、压力传感器和压力变送器等。 浮力式液位计是根据液位变化时，漂浮在液体表面的浮子随之同步移动的原理工作的。这一移动距离通过机构传出或变成气信号或电信号，即可测出液位；也可将浮筒的一部分浸入液体中，并使之不能自由漂浮，则其所受的浮力将随液位或相界面位置而变化，测出此浮力变化即可测出液位。将浮筒所受浮力变化，经联杆和扭管传到变送器霍耳元件，并变换成相应的电信号输出，那么经过仪表就可显示或调节相界面。 电容式物位仪表的工作原理是把物位的变化，变换成相应电容量的变化，测量此电容量的变化从而得到物位变化的。电容式物位仪表用于测量导电、非导电液体或固体物料的液位、料位或相界面位置，可供连续测量和定点监控之用。 声波式物位仪表一般分为利用声波阻断原理和利用声波反射原理两类。声波阻断式物位仪表在物位升高而阻断从发射换能器到接收换能器的声束时，接受换能器接受到的声能会产生突变，并发出突变的开关信号；声波反射物位仪表是根据声波从发射换能器到液面或料面，再从这一表面反射回到接收换能器的时间间隔，来测出物位的。 核辐射液位计是通过放射源发出射线，穿过被测物料后由探测器接收。当物位改变时，由于被测物料的吸收剂量改变，而使探测器接受到的辐射强度改变，再转换为电信号的变化，经放大后送给显示仪表连续显示物位。
压力测量仪表按工作原理分为液柱式
压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。液压式压力测量仪表常称为液柱式压力计，它是以一定高度的液柱所产生的压力，与被测压力相平衡的原理测量压力的。大多是一根直的或弯成U形的玻璃管，其中充以工作液体。常用的工作液体为蒸馏水、水银和酒精。因玻璃管强度不高，并受读数限制，因此所测压力一般不超过兆帕。 它的特点是。液柱式压力计灵敏度高，因此主要用作实验室中的低压基准仪表，以校验工作用压力测量仪表。由于工作液体的重度在环境温度、重力加速度改变时会发生变化，对测量的结果常需要进行温度和重力加速度等方面的修正。 弹性性式压力测量仪表是利用各种不同形状的弹性元件，在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同，可分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽，是压力测量仪表中应用最多的一种。 负荷式压力测量仪表常称为负荷式压力计，它是直接按压力的定义制作的，常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计。由于活塞和砝码均可精确加工和测量，因此这类压力计的误差很小，主要作为压力基准仪表使用，测量范围从数十帕至2500兆帕。 电测式压力测量仪表是利用金属或半导体的物理特性，直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等，将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。代表性产品有压电式、压阻式、振频式、电容式和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。精确度可达级，测量范围从数十帕至700兆帕不等。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。
《测量仪表及自动化》综合复习资料
《测量仪表及自动化》综合复习资料 一、简答与名词解释 1、简述弹簧管压力表原理和游丝的作用。 2、简述热电偶测量原理和补偿导线的作用。 3、简述电磁流量计工作原理及其特点。 4、简述电容式差压变送器工作原理，说明变送器的两线制工作机理。 5、简述热电阻测量原理和三线制连接的作用。 6、简述椭圆齿轮流量计工作原理及其特点。 7、如何评价测量仪表性能，常用哪些指标来评价仪表性能？ 8、简述系统参数整定的目的和常用方法？ 9、试阐述调节作用与干扰作用对被调参数的影响，以及两者之间的关系？ 10、简述节流现象中流体动压能与静压能之间的变化关系，标准化节流装置由哪几个部分组成？ 11、简述热电阻工作原理，为何在热电阻测量线路中采用三线制连接？ 12、试阐述简单调节系统中被调参数的选择原则？ 二、单项选择 1、仪表的变差不能超出仪表的（） a、相对误差 b、引用误差 c、允许误差 2、下列哪种流量计与被测介质的密度无关? （） a、差压式流量计 b、涡街流量计 c、转子流量计 3、测量高粘度、易结晶介质的液位,应选用下列哪种液位计?（） a、浮筒式液位计 b、差压式液位计 c、法兰式差压液位计 4、下列哪种调节器可消除余差?（） a、比例调节器 b、比例微分调节器 c、比例积分调节器 5、构成自动调节系统需要满足下列哪个条件?（） a、开环负反馈 b、闭环负反馈 c、闭环正反馈 6、调节阀的气开、气关型式应根据下列哪个条件来确定?（） a、生产的安全 b、流量的大小 c、介质的性质 7、为减小仪表的相对误差,一般仪表应工作在量程的（）
a、<1/3 b、1/3—2/3 c、>2/3 8、常用的系统过渡过程形式是（） a、衰减振荡过程 b、非振荡衰减过程 c、等幅振荡过程 9、测量高粘度、高温、压力较低设备中的液位，应选用下列哪种液位计?（） a、浮筒式液位计 b、浮球式液位计 c、核辐射液位计 10、下列哪种调节规律调节结果容易存在余差?（） a、比例调节 b、比例积分微分调节 c、比例积分调节 11、当热电阻短路时，自动平衡电桥应指示（） a、0℃ b、最上限温度 c、最下限温度 12、电容式压力变送器，其输出电流与（）成线性关系。 A 弧形电极、中心感压膜片之间构成的两个电容 B 弧形电极、中心感压膜片之间构成的两个电容之和 C D E 13（）弧形电极、中心感压膜片之间构成的两个电容之差 弧形电极、中心感压膜片间构成的两个电容之差与之和的比值 弧形电极、中心感压膜片间构成的两个电容之和与之差的比值 用电子电位差计测热电偶温度，如果室温（冷端温度）下降2℃，则仪表的指示 A升高2℃ B 下降2℃ C 不变D升高4℃ 14用K 分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。但在接线中把补偿导线的极性接反了，则仪表的指示 A.偏大、 B.偏小、 C.可能大,也可能小,要视具体情况而定。 15 下列说法错误的是（） A转子流量计的环形流通截面是变化的，基本上同流量大小成正比，但流过环形间隙的流速变化不大。 B 转子流量计的压力损失大，并且随流量大小而变化 C 16转子流量计的锥管必须垂直安装，不可倾斜调节结果存在余差的调节规律是（） A PID B PI C PD 17 调节器的正作用是指（）。A 测量值大于给定值时，输出增大 B 测量值大于给定值时，输出减小
第6章 压力测点位置及仪表的选择
第六章压力测点位置及仪表的选择本章内容适用于压力测量仪表的选择、安装以及压力测点位置的选择。 1.压力测点位置的选择 为了提高压力测量的准确度和可靠性,对测点位置的选择要考虑以下的因素： 1.1 便于保护仪表和人身安全。 1.2 测点前后要有的足够长的直管段,不能处于管道弯曲、分叉和能形成涡流的地方。 1.3 测点要选在不易堵塞的地方,当管道内有突出物时,取压口应选在突出物之前。 1.4 取压管不能凸出管道内壁,避免在被测介质流动时动压对静压测量产生影响。 1.5 在阀门附近取压时,若取压口选在阀门前,则与阀门的距离应大于2D（D为管道直径）,取压口若选在阀门后,则与阀门的距离应大于3D。 1.6 当测量含尘流体压力时,取压口应选择不易积尘、堵塞、而且便于冲洗导管的地方,必要时加装除尘器。 2 压力测量仪表的选择 2.1 压力测量仪表的选用应根据生产过程对压力测量的要求、
被测介质的性质、现场环境条件等来选择。 2.2 对压力测量仪表的型式、精度、测量范围等都必须从实际出发,本着节约原则,合理选用。 2.3 为保证弹性元件、传感器能在安全范围内可靠动作,一般在被测压力较稳定的情况下,最大压力值应不超过仪表量程的3/4。 2.4 在被测压力波动较大的情况下,最大压力值应不超过满量程的2/3。 2.5 为了保证测量精度,被测压力最小值应不低于满量程的1/3。 3 取压管路及附加装置 3.1 取压管路 3.1.1 仪表管材料应能抗侵蚀,一般采用钢管或铜管,其内径宜在8-12毫米之间。 3.1.2 管路总长度一般不超过50米和不少于3米.若被测介质温度接近100℃时,长度不应小于6米。 3.1.3 应根据所测介质压力,采用耐压强度足够的仪表管.一般汽水取样多用无缝钢管,测量风压等低微压介质时,可用优质瓦斯管。导压管敷设完毕后,应作严密性试验或耐压试验.尤其是油、氢和高压汽水管路不应忽视。 3.1.4 仪表管的装设应保持垂直,或与水平面之间具有不小于
常见九大压力仪表工作原理、选型、安装注意事项
常见九大压力仪表工作原理、选型、安装注意事项 一、常见九大压力仪表工作原理 1、液柱式压力计 2、活塞式压力计 活塞式压力计是基于静压平衡的原理工作的，一般有单活塞和双活塞两种。活塞压力计根据其精度分为一等、二等、三等，精度等级误差分别为0.02级，0.05级，0.2级。活塞的有效面积一般取1cm2、0.5cm2或0.1cm2。传压介质常用的有变压器油和蓖麻油。 3、弹性式压力计 弹性式压力计有弹簧管式、膜片式、膜盒式和波纹管式等；工业上常用的弹性测压元件有弹簧管、波纹管及膜片三类。弹性式压力计是根据弹性元件的变形和所受压力成比例的原理来工作的。当作用于弹性元件上的被测压力越大时，弹性元件的变形也越大。常用的弹性式压力表有弹簧管式压力表、膜片式压力表、波纹管式压力表，其中弹簧管式压力运用最广。 弹性元件的钢度就是指弹性元件变形的难易程度。钢度大的弹簧管受压变形后形变小。用不锈钢、合金钢制作的钢度大，一般用来测量大于20MPa以上压力；磷铜、黄铜制作的钢度小，一般测量小于20MPa以下的压力。 弹簧压力表一般由弹簧管、连接杆、扇形齿轮、游丝、指针和刻度盘等几部分组成。 弹簧管压力表中弹簧管都是由一根弯成270°圆弧状、截面呈椭圆形的金属管制成。因为椭圆形截面在介质压力的作用下将趋向圆形，使弯成圆弧形的弹簧管随之产生向外挺直扩张的变形，使弹簧管的自由端产生位移，并通过连接带动扇形齿轮进行放大，带动指针转动，指针转动的角度和压力程线性关系，这样就通过刻度盘读出被测压力的大小。游丝的作用是产生一个反作用力。膜片式压力表一般由测量膜片、传动系统、指示系统和表壳接头几部分组成。 4、电远传式压力表
测量仪表及自动化习题
《测量仪表及自动化》 绪论、第一章概述 1.如何评价测量仪表性能，常用哪些指标来评价仪表性能？ 2.名词解释：相对误差、精度、变差、灵敏度、量程、反应时间 3.仪表的变差不能超出仪表的（） a、相对误差 b、引用误差 c、允许误差 4.测量某设备的温度, 温度为400℃, 要求误差不大于4℃，下列哪支温度计最合适?（） A 0～600℃ 1.5级 B. 0～1500℃ 0.5级 C. 0～800℃ 0.5级 D. 0～400℃ 0.2 级 5.仪表的精度级别指的是仪表的( ) A 引用误差 B. 最大误差 C.允许误差 D. 引用误差的最大允许值 6.下列说法正确的是（） A 回差在数值上等于不灵敏区 B 灵敏度数值越大则仪表越灵敏 C 灵敏限数值越大则仪表越灵敏 7.有一个变化范围为320——360kPa的压力，如果用A、B两台压力变送器进行测量，那么 在正常情况下哪一台的测量准确度高些？压力变送器A：1级，0——600kPa。压力变送器B：1级，250——500kPa。 8.一台精度等级为0.5级的测量仪表，量程为0~1000℃。在正常情况下进行校验，其最大 绝对误差为6℃，求该仪表的最大引用误差、允许误差、仪表的精度是否合格。 9.某台差压计的最大差压为1600mmH2O，精度等级为1级，试问该表最大允许的误差是多少？ 若校验点为800mmH2O，那么该点差压允许变化的范围是多少？ 10.测量范围 0～450℃的温度计,校验时某点上的绝对误差为3.5℃,变(回)差为5℃, 其它 各点均小于此值,问此表的实际精度应是多少?若原精度为1.0级,现在该仪表是否合格? 11.自动化仪表按能源分类及其信号形式。 12.单元组合式仪表是什么？
压力类仪表的选型
压力类仪表的选型 <一>压力表的选择 1按照使用环境和测量介质的性质选择 （1）在大气腐蚀性较强、粉尘较多和易喷淋液体等环境恶劣的场合，宜选用密闭式全塑压力表。 （2）稀硝酸、醋酸、氨类及其它一般腐蚀性介质，应选用耐酸压力表、氨压力表或不锈钢膜片压力表。 （3）稀盐酸、盐酸气、重油类及其类似的具有强腐蚀性、含固体颗粒、粘稠液等介质，应选用膜片压力表或隔膜压力表。其膜片或隔膜的材质，必须根据测量介质的特性选择。 （4）结晶、结疤及高粘度等介质，应选用膜片压力表。 （5）在机械振动较强的场合，应选用耐震压力表或船用压力表。 （6）在易燃、易爆的场合，如需电接点讯号时，应选用防爆电接点压力表。 （7）下列测量介质应选用专用压力表： ?气氨、液氨：氨压力表、真空表、压力真空表； ?氧气：氧气压力表； ?氢气：氢气压力表； ?氯气：耐氯压力表、压力真空表； ?乙炔：乙炔压力表； ?硫化氢：耐硫压力表；
?碱液：耐碱压力表、压力真空表。 2精确度等级的选择 （1）一般测量用的压力表、膜盒压力表和膜片压力表，应选用1.5级或2.5级。 （2）精密测量和校验用压力表，应选用0.4级、0.25级或0.16级。 3外型尺寸的选择 （1）在管道和设备上安装的压力表，公称直径为φ100mm 或φ150mm。 （2）在仪表气动管路及其辅助设备上安装的压力表，公称直径为φ60mm。 （3）安装在照度较低、位置较高以及示值不易观测场合的压力表，公称直径为φ200mm或φ250mm。 4测量范围的选择 （1）测量稳定的压力时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的2／3～1／3。 （2）测量脉动压力（如：泵、压缩机和风机等出口处压力）时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1／2～1／3。 （3）测量高、中压力（大于4MPa）时，正常操作压力值不应超过仪表测量范围上限值的1／2。 5单位及标度（刻度） （1）压力仪表一律使用法定计量单位。即：帕（Pa）、千
压力检测仪表与变送器
第一节压力检测仪表及变送器 一、概述 在化工、炼油等生产过程中，经常需要对压力和真空度进行检测和控制。根据生产过程的不同要求有的需要检测比大气压力高很多的高压，例如高压聚乙烯要在150Mpa的压力下进行反应。而有的生产过程却需要检测比大气压力低的真空度，例如炼油厂的减压蒸馏则需要在一定的负压下才能进行正常操作。此外，通过检测压力还可以间接测量液位的高低、流量的大小等，也可以判断设备的工作善。因此，为了保证产品质量、提高生产效率、确保生产安全顺利地进行，必须对压力进行检测或按一定的要求对压力进行控制。 所谓压力p是指垂直而均匀地作用于单位面积上的力。其数学表达式为 p＝（3－15） 式中p为压力，F为垂直作用力，S为受力面积。 在国际单位制（代号SI）和我国法定计量单位中规定，压力的单位是帕斯卡，简称帕，符号Pa，它表示每平方米的表面上垂直作用1牛顿的力，即1Pa ＝1N/m2。由于帕的单位太小，因此，工程上还常用千帕（kPa）和兆帕（MPa）压力单位，它们之间的关系为： 1Mpa＝1×103kPa＝1×106Pa 工程上习惯用的压力单位还有工程大气压（kgf/cm2）、标准大气压（atm）、毫米水柱（mmH2O）、毫米汞柱（mmHg）等，按照有关规定，这些单位已不再使用，但为了解这些单位与国际单位制中压力单位的关系，列出表3－5供参考。 单位名称帕（斯 卡） PPa 千克力每平方厘米 （工程大气压） kgf/cm2 毫米汞柱 mmHg 毫米水柱 mmH2O 标准大气压 atm 巴 bar 1Pa（帕） 1 0.0197×10-50.75×10-2 1.0197×10-10.987×10-51×10－5 1kgf/cm2(1千克 力每平方厘米) 0.9807×106 1 0.73556×1031040.9678 0.9807 1mmHg （1毫米汞柱） 1.332×102 1.3595×10-3 1 1.3595×10 1.316×10-3 1.332×10－3 1mmH2O （1毫米水柱） 0.9807×10 10-40.731556×10-1 1 0.9678×10-40.9807×10－4 1atm （1标准大气 压）1.01325× 105 1.0332 760 1.0332×104 1 1.01325 1bar（1巴）1×105 1.0197 0.75×103 1.0197×1040.9869 1 压力检测中，常用绝对压力、大气压力、表压（力）、负压（力）或真空
测量仪器的原理及制作
测量仪器的原理及制作 1、前言 在物理实验和生产实际中。往往需要高精度的测量。环境温度对测量的影响是一个重要的因素。因此要求我们必须对环境温度进行精密的测量。对测量仪器也应有如下的要求，即制造成本低。测量精度高。湿度传感器探头,不锈钢电热管,PT100 传感器,流体电磁阀,铸铝加热器,加热圈 线形度好，应用范围广。便于安装和调试。目前市场上有多种传感器可以用来实现温度的测量。常用的有石英温度计、光纤传感温度计、热敏电阻温度计等在上述几种器件中，石英温度计灵敏度最高，目前可达到℃数量级然而，这些传感器的价格一般都比较贵。线性度难以达到精密测量的要求。 我们所知道红外光的特性：单色性好，抗干扰，比较适合高精度的测量。我们所要设计的仪器结构简单.容易制作，便于安装，可进行高精度的温度测量，该温度测量可直接输出到微机或pc 机进行后期的数据处理，十分方便易行。2、仪器的原理和用途 我们采用微品玻璃陶瓷材料制成一个圆筒，这种微晶玻璃陶瓷材料具有真空性好、耐高低温、绝缘和耐酸碱腐蚀等性能，其基本性能指标如下：使用温度- 273℃～1000℃体积电阻率1.08x1014Ω-cm，热膨胀系数为 αl=8.6x10-6/℃，微品玻璃陶瓷抗热冲击性能非常好，从800℃急冷至0℃不破碎，200℃急冷到0℃强度不变化。在筒内的一端固定一根长L=10cm 的薄有机玻璃圆筒，在筒内另一端固定一个红外位移传感器，并且让有机玻璃棒的自由端将红外接收管的接收面遮住一半，使其工作在线性度最好的区域。由于有机玻璃的热膨胀系数为α2=1.7x10-4/℃，两者相差达2 个数量级，
速度检测仪表原理、结构和应用
2速度检测仪表原理、结构和应用 2.1速度检测仪表原理、结构 2.1.1速度检测概述 （1）速度传感器种类 在工程技术上把作圆周运动的物体在单位时间内转过的圈数叫作转速。作圆周运动的物体在单位时间内经过的角位移叫作平均角速度。从传感器的安装方式来分，有接触式和非接触式两种；按传感器的类别来分，就有磁电、磁敏、光电（光纤）、霍尔等方式。 ①定时式转速表的工作原理：定时式转速表是按照在一定的时间间隔内测量旋转体转数的方法确定转速平均值，并由指针在表盘上直接指示被测转速值。为了测定时间间隔，在定时转速表上装有定时机构，定时转速表由此得名。 ②离心式转速表的原理：离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。当离心式转速表的转轴随被测物体转动时，离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心，并通过传动系统带动指针回转。当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时，指针停止在偏转后所指示的刻度值处，即为被测转速值。这就是离心式转速表的原理。 离心式转速表是根据旋转时产生离心力的原理做成的，结构简单，使用方便，但是由于转速和离心力的非线性，使这种表存在着方法误差、工艺上的误差，因而其精度影响也大。 定时式转速表是在时间间隔内测量旋转体转数，再确定转速平均值，因此这种表精度较高，体积较小，较轻便。二者是机械式转速表，精度都不是很高，这种转速表都是接触式测量，不能进行非接触式测量。 ③磁感应式转速表是根据磁感应原理制成的。磁感应式转速表的表轴上永磁体转动，就形成了旋转的磁场。在此磁场内的敏感元件由于磁场的旋转而切割磁力线，并产生感应电流，这一电流与永磁体相互作用而产生力矩（即涡流电磁力矩），此力矩和表头上装的游丝反作用力矩相平衡时，转速表表盘上的指针就指出了此时的被测转速值。这就是磁感应转速表测量转速的原理。 ④频闪转速的原理：频闪测转速，是基于频闪效应原理的。所谓频闪效应就是物体在人的视觉中消失后，人的眼睛能保留一定时间的视觉印象（视后效）的现象。视后效的持续时间，在物体一般光度的条件下约1/15-1/20S的范围内。若来自被观察物体的刺激信号是一个跟着一个断续的，每次都少于1/20S，则视觉印象来不及消失，从而给人以连续而固定的假象。若用一闪一闪的光照明旋转圆盘，在盘上偏离圆心的位置做以明显的记号，则当闪光的闪次/分与旋转圆盘的转速相等时，圆盘上的记号即呈现停止状态。若闪次/分为已知，则可测定
热工测量仪表习题
第1章绪论 思考题 1．测量过程包含哪三要素 2．什么是真值真值有几种类型 3．一个完整的测量系统或测量装置由哪几部分所组成各部分有什么作用 4．仪表的精度等级是如何规定的请列出常用的一些等级。 5．什么是检测装置的静态特性其主要技术指标有哪些 6．什么是仪表的测量范围及上、下限和量程彼此有什么关系 7．什么是仪表的变差造成仪表变差的因素有哪些合格的仪表对变差有什么要求 8．有人想通过减小表盘标尺刻度分格间距的方法来提高仪表的精度等级，这种做法能否达到目的 9．用标准压力表来校准工业压力表时，应如何选用标准压力表精度等级可否用一台精度等级为级，量程为0~25MPa的标准表来检验一台精度等级为级，量程为0~的压力表为什么 习题 1．某弹簧管压力表的测量范围为0~，精度等级为级。校验时在某点出现的最大绝对误差为，问这块仪表是否合格为什么 2．现有两台压力检测仪表甲和乙，其测量范围分别为0~100kPa和-80~0kPa，已知这两台仪表的最大绝对误差均为，试分别确定它们的精度等级。 3．某位移传感器，在输入位移变化1mm时，输出电压变化300mv。求其灵敏度。 4．某压力表，量程范围为0～25MPa，精度等级为级，表的标尺总长度为270°，给出检定结果如下所示。试求： （1）各示值的绝对误差； （2）仪表的基本误差，该仪表合格否 5. 550℃、0℃～1000℃，现要测量500℃的温度，其测量值的相对误差不超过％，问选用哪块表合适 6. 有一台精度等级为级、测量范围为0～10MPa的压力表，其刻度标尺的最小分格应为多少格 第2章测量误差分析与处理 1.请分别从误差的数值表示方法、出现的规律、使用的条件和时间性将误差进行分类。 2.何谓系统误差系统误差有何特点 3.试举例说明系统误差可分为几类如何发现系统误差 4.随机误差产生的原因是什么随机误差具有哪些性质 5.为什么在对测量数据处理时应剔除异常值如何判断测量数据列中存在粗大误差 6.对某一电压进行了多次精密测量，测量结果如下所示（单位为mV）：，，，，，，，，，，，，，，，，试写出测量结果表达式（置信概率为%）。 第3章接触式温度检测及仪表