化工测量仪表课件(压力)
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化工仪表自动化压力仪表培训课件
化工仪表自动化压力仪表培训课件化工仪表自动化压力仪表培训课件一、课程简介本课程旨在介绍化工仪表自动化压力仪表的相关知识，让学员了解压力仪表的原理、分类、应用及维护方法。
通过理论教学和实践操作相结合的方式，使学员全面掌握压力仪表的使用和故障排除技能，为日后从事化工行业相关岗位工作打下基础。
二、教学内容1、压力仪表原理及分类1、压力仪表的工作原理2、压力仪表的分类及特点2、压力仪表的应用1、压力测量在化工生产中的应用2、压力与物位的关系及计算3、压力仪表的安装与使用1、压力仪表的安装规范2、压力仪表的使用方法及注意事项4、压力仪表的维护与故障排除1、压力仪表的日常维护2、压力仪表故障的判断与排除三、教学方法1、理论教学：通过讲解、图示、演示等方式，使学员了解压力仪表的基本知识和工作原理。
2、实践教学：通过实验、操作演示等方式，使学员掌握压力仪表的安装、使用及故障排除技能。
3、案例分析：通过分析实际生产中的案例，提高学员对压力仪表应用的认知和解决问题的能力。
4、小组讨论：通过小组讨论，激发学员的思考和沟通能力，促进学员之间的交流与合作。
四、教学评估1、课堂提问：通过课堂提问，了解学员对所学内容的掌握情况。
2、作业检查：定期布置作业，检查学员对压力仪表知识的掌握程度。
3、实践操作考核：对学员的实际操作技能进行考核，确保学员具备独立操作压力仪表的能力。
五、课程展望1、压力仪表的最新发展动态和趋势，如智能压力仪表、高精度压力测量技术等。
2、化工生产中的其他相关仪表知识，如温度、流量、物位等。
3、化工生产过程中的其他技能培训，如工艺流程图解读、化工设备原理等。
六、教学资源1、教材及参考书：提供相关教材和参考书，供学员学习和参考。
2、网络资源：提供相关网络资源，如行业网站、技术论坛等，供学员拓展知识面。
3、教学视频：提供相关教学视频，帮助学员更好地理解和掌握压力仪表的使用和操作技能。
4、实验设备：提供相应的实验设备，供学员进行实践操作和实验验证。
化工测量仪表课件(压力)
无压力时，初始电容为
A
有压力时，θ≠0
C0 d
Cx
A(1
d
)
C0 (1
)
C Cx C0 C0
初始电容为
C0
A
d
ba
d
动极板平行位移Δ x 时
Cx
b(a x)
d
C0
b x
d
C
Cx
C0
bx
d
C0
x a
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（1） 差动变压器 S→UCD 衔铁（检测片） 上罐形磁芯：磁芯的中心柱截面积等于其
外环截面积 下罐形磁芯： 与上罐形磁芯结构相同，中
心柱人为地磨去一固定气隙 δ = 0.76mm 四组线圈： AB原边，同相连接； CD副边，反相连接。 VAB一定，VCD=e2’ －e2’’
S=δ/2时，e2’＝e2’’，VCD=0
R E K
R
Ｋ= E ，半导体灵敏系数。
(1-2-17)
2019/11/25
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中国石油管道学院
26
二、应变片
应变片
2019/11/25
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中国石油管道学院
27
三、压力传感器
1. 应变式压力传感器
应变筒
由图可得
U sc
U ab
U cb
R1R4 R2 R3 U (R1 R2 )( R3 R4 )
变送器：将各种非电量的工艺参数（压力、流量、物位、温度等） 转换成统一标准信号，传送到有关仪表进行显示或控制。
传感器：将各种非电量的工艺参数（压力、流量、物位、温度等） 转换成为各种便于远传的电量信号。
化工装置压力类仪表培训课件PPT
3现场压力变送器表头无显示
3.1 原因：显示模块损坏。
3.2 处理：更换显示模块。
a 首先用万用表测量压力变送器电压是否为24V。
b 如果是24v，在把万用表串联进回路测量是否有输出电流。换算输出
电流与中控是否一致。
c 如果有输出电流，可以判断电子元件及传感器无问题，更换显示模块
d 更换时，先旋开液晶屏前端的外壳，显示模块与电子元件之间用两个
4.2 处理：拆下电子模块并更换
a 旋开表头显示器测的外壳封盖。
b 将显示器左侧和右侧的两个固定螺钉拆下，将显示模块慢慢拨下来。
c 将电子线路板慢慢从外壳拔出。当两个外加螺钉去除后，只有传感器
的带状电缆与电路板相连。
d 断开传感器模块与电子模块之间的带状电缆，将电子线路板脱离变送
器。
e 更换新的电子模块。
螺钉固定，用插针连接，小心拆下这两个螺钉，慢慢将显示模块拔下，更换
新的显示模块，并固定好。
3.3安全注意事项：
a首先联系工艺人员开检修联络单， 认真阅读检修联络单上的安全防范
措施以及是否完成隔离并具备检修条件。
b 为了防止产生静电，先从端子块后端进行断电。
4 压力变送器输出电流与中控不一致
4.1 原因：电子模块损坏
压力表根部阀，更换处理。
9
六、压力开关
是一种简单的压力控制装置。当被测压力达到额定值时，压力开关发 出警报或控制信号。
压力开关的工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由 端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断 状态，达到控制被测压力的目的。
10
压力开关使用注意事项
11
六、压力变送器
罗斯蒙特3051压力（差压）变送器内有一隔离膜片，压力（差压）信号 的变化经变送器内含的一种灌充液（硅油与惰性液）通过隔离膜片转换 为电容的变化传送至压力传感膜头，压力传感膜头将输入的电容信号直 接转换成可供电子板模块处理的数字信号，再经电子线路处理转化为二 线制4－20mA.DC模拟量输出。
压力测量仪表PPT课件
.
25
一、热工测量仪表
§1-3 压力测量仪表
压力测量仪表 分类
液柱式压力计： 是根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱（汞柱、水柱 ）高度，主要有：U形管，单管，斜管等。 结构简单、使用方便。 但精度受工作液的毛细管作用、密度以及视差等因素的影响， 测量范围较窄。 一般用来测量较低的压力、真空度或压力差。
1MPa = 1*106 Pa
.
24
§1-3 压力测量仪表
一、热工测量仪表
压力测量仪表
绝对压力、表压、负压（真空度）
表压：是绝对压力和大气压力的差 值：即
p表 = p绝 – p大气 负压：是大气压力和绝对压力的差 值：即
p真 = p大气 – p绝
压力设备和测压仪表通常是处于大气之中，本身就承受着大 气压力，所以，工程上常使用表压或真空度来表示压力的大小。
一、热工测量仪表
辐射测温仪表
1 热辐射测温基本原理
利用被测温物体的热辐射能量与其温度有一定关系，通过
测量热辐射能量来显示被测物体温度。
普朗克定律：黑体的单色辐射强度M0λ与波长λ和温度T之间 的关系：
M0λ＝C1λ-5（eC2/λT-1）-1 kcal/m2.h.μm
C1=3.17×10-16kcal.m2/h （普朗克第一辐射常数）
活塞式压力计： 是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞上 所加平衡砝码的质量来进行测量的。 测量精度高，允许误差可小到0.05%~0.02%。 但结构复杂，价格较贵。 一般作为标准型压力测量仪器，来检验其他类型的压力计。
.
27
§1-3 压力测量仪表
一、热工测量仪表
压力测量仪表
弹性式压力计
.
化工仪表及自动化第3章压力PPT课件
第三章 压力检测及仪表
化学工业出版社
3.压阻式压力传感器
工作原理
压阻式压力传感器利用单晶硅的压阻效应而构成。
采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成 电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻， 并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内。
当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在 上面的应变电阻产生与被测压力成比例的变化，再由桥 式电路获得相应的电压输出信号。
13
第三章 压力检测及仪表
化学工业出版社
图3-7 电接点信号压力表
1，4 —静触点；2 —动触 点；3 —绿灯；5 —红灯
压力表指针上有动触点2，表盘 上另有两根可调节指针，上面分 别有静触点1和4。当压力超过上限 给定数值时，2和4接触，红色信号 灯5的电路被接通，红灯发亮。若 压力低到下限给定数值时，2与1接 触，接通了绿色信号灯3的电路。1、 4的位置可根据需要灵活调节。
1—应变筒； 2— 外 壳 ； 3—密封膜片
图3-11 应变片压力传感器示意图
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化学工业出版社
r1 A
R3
＋
－
Ui
＋ BE
－
r2
R4
(b)测量电桥
是应变片阻值变化量的测量电桥，图中R3和R4是两个阻值 相等的精密固定电阻。
不受压时
r1= r2=r0 R3=R4=r
U (R 3 r1 )E ， 不 受 压 时 U 0 R 3R 4 r1r2
导体也有霍尔效应，不过它们的霍尔电势远比半导体 的霍尔电势小得多。
18
第三章 压力检测及仪表
化学工业出版社
将霍尔元件与弹簧管配合，就组成了霍尔片式弹簧管 压力传感器，如图3-10所示。
化工仪表基础培训ppt课件
信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳 定性和抗干扰能力大 大增强，从而提高了整个系统的可 靠性。
23
隔离式安全栅使用特处理热电偶、热电 阻、频率等信号，这是齐纳式 安全栅所无法做到的。
特点五： 隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供
扫描
K 时间、时间程序 变化速率
Q
数量
计算、累计
R
核辐射
S
速度、频率 安全
V
振动
W
重量、力
X
X轴
Y
事件、状态 Y轴
Z
位置、尺寸 Z轴
后继字母 读出功能
输出功能
指示
操作器
记录、DCS趋势 记录
开关、联锁
阀门 套管
继电、计算、转 换器
驱动器、执行元 件
LOGO
8
仪表基础知识
添加二级标题
现场应用
示例
DCS
GP型（表压力）：变送器的δ 室，一侧接受被测压力信 号，另一侧则与大气压力贯通，因 此可用于测量表压力或 负压。
AP型（绝对压力）：变送器的δ 室,一侧接绝对压力信号 ，另一侧被封闭成高真空基准室，可以测量排气系统、蒸馏
塔、蒸发器和结晶器等的绝对压力。
38
2.1压力变送器工作原理
压力变送器是利用压力传感器将压力信号转换为频率信号， 送到脉冲计数器，直接传递到CPU（微处理器）进行数据处理 ，经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4-20mADC 的输出 信号，并在模拟信号上叠加一个HART数字信号进行通信的压 力检测仪表。
35
1、压力开关
压力开关是一种借助弹性元件受压后产生位移以驱动 微动开关工作的压力控制仪表。通常使用于报警或联锁保 护系统中。
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隔离式安全栅使用特处理热电偶、热电 阻、频率等信号，这是齐纳式 安全栅所无法做到的。
特点五： 隔离式安全栅可输出两路相互隔离的信号，以提供
扫描
K 时间、时间程序 变化速率
Q
数量
计算、累计
R
核辐射
S
速度、频率 安全
V
振动
W
重量、力
X
X轴
Y
事件、状态 Y轴
Z
位置、尺寸 Z轴
后继字母 读出功能
输出功能
指示
操作器
记录、DCS趋势 记录
开关、联锁
阀门 套管
继电、计算、转 换器
驱动器、执行元 件
LOGO
8
仪表基础知识
添加二级标题
现场应用
示例
DCS
GP型（表压力）：变送器的δ 室，一侧接受被测压力信 号，另一侧则与大气压力贯通，因 此可用于测量表压力或 负压。
AP型（绝对压力）：变送器的δ 室,一侧接绝对压力信号 ，另一侧被封闭成高真空基准室，可以测量排气系统、蒸馏
塔、蒸发器和结晶器等的绝对压力。
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2.1压力变送器工作原理
压力变送器是利用压力传感器将压力信号转换为频率信号， 送到脉冲计数器，直接传递到CPU（微处理器）进行数据处理 ，经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4-20mADC 的输出 信号，并在模拟信号上叠加一个HART数字信号进行通信的压 力检测仪表。
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1、压力开关
压力开关是一种借助弹性元件受压后产生位移以驱动 微动开关工作的压力控制仪表。通常使用于报警或联锁保 护系统中。
《化工技术基础实验》课件-测量技术
第二节 压力检测变送仪表
压力测量仪表分类 (按转换原理分) a.液柱式压力计 b.弹性式压力仪表 c.电气式压力仪表 d.活塞式压力标准仪表
一.液柱式压力计
常用的有U型管、倒U管、单管、斜管、U型管双指示液压差计
1
液柱式压力计注意问题：
★ 读数的表示方法
当待测流体为水时，压差计的指示液是Hg，测得的 液柱高度是50mm时，能读作50mm Hg柱吗？
32
三、热电阻温度计
热电偶一般适用于测量500℃以上的较高温度，对于在 500℃以下的中、低温输出电势很小，对测量电路的放大器 和抗干扰能力要求很高，否则不准；另外，由于冷端温度 的变化和环境温度的变化所引起的相对误差显得突出，不 易得到完全的补偿。
5.热电偶的结构
★普通热电偶：有热电极、绝缘管、 保护套和接线盒组成
★铠装热电偶：将热电偶丝与绝缘 材料及金属套管经过整体拉伸工 艺加工而成的坚实的组合体。外 径为1-8mm，还可小到0.2mm， 长度可为50m。反应速度快，可 弯曲、不怕震、耐高压的优点。
★表面型热电偶
利用真空镀膜法将两种电极材料蒸 镀在绝缘基底上的薄膜热电偶， 专门测量物体表面温度。
不能。应读作50mm Hg-H2O
★ 最小测量值的确定
如果要求压差的测量误差不大于3%，U管压差计的最 小单位一般是1mm，则每次读数的绝对误差为：
D(h) D(h1 h2) [D(h1)]2 [D(h2)]2 0.52 0.52 0.707mm
则最小液柱高度为：
hm in
D(h) Er(h)
❖ 动能与静压能的转化 ❖ 压力分布 ❖ 速度分布
16
★ 流量基本方程
Q F 0 2 p
α—流量系数 ε—膨胀校正系数
压力测量仪表分类 (按转换原理分) a.液柱式压力计 b.弹性式压力仪表 c.电气式压力仪表 d.活塞式压力标准仪表
一.液柱式压力计
常用的有U型管、倒U管、单管、斜管、U型管双指示液压差计
1
液柱式压力计注意问题：
★ 读数的表示方法
当待测流体为水时，压差计的指示液是Hg，测得的 液柱高度是50mm时，能读作50mm Hg柱吗？
32
三、热电阻温度计
热电偶一般适用于测量500℃以上的较高温度，对于在 500℃以下的中、低温输出电势很小，对测量电路的放大器 和抗干扰能力要求很高，否则不准；另外，由于冷端温度 的变化和环境温度的变化所引起的相对误差显得突出，不 易得到完全的补偿。
5.热电偶的结构
★普通热电偶：有热电极、绝缘管、 保护套和接线盒组成
★铠装热电偶：将热电偶丝与绝缘 材料及金属套管经过整体拉伸工 艺加工而成的坚实的组合体。外 径为1-8mm，还可小到0.2mm， 长度可为50m。反应速度快，可 弯曲、不怕震、耐高压的优点。
★表面型热电偶
利用真空镀膜法将两种电极材料蒸 镀在绝缘基底上的薄膜热电偶， 专门测量物体表面温度。
不能。应读作50mm Hg-H2O
★ 最小测量值的确定
如果要求压差的测量误差不大于3%，U管压差计的最 小单位一般是1mm，则每次读数的绝对误差为：
D(h) D(h1 h2) [D(h1)]2 [D(h2)]2 0.52 0.52 0.707mm
则最小液柱高度为：
hm in
D(h) Er(h)
❖ 动能与静压能的转化 ❖ 压力分布 ❖ 速度分布
16
★ 流量基本方程
Q F 0 2 p
α—流量系数 ε—膨胀校正系数
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
化工仪表知识课件PPT课件
压力仪表
压力仪表的特点
能够测量各种流体（气体、液体）的 压力，具有高精度、高稳定性和可靠 性，广泛应用于化工、石油、天然气 等领域。
压力仪表的分类
压力仪表的安装和使用
应安装在易于观察和维护的位置，避 免振动、高温和腐蚀等环境因素对仪 表的影响。
按测量原理可分为弹簧管压力表、电 容式压力变送器和压阻式压力传感器 等。
01
02
03
定期校准
按照规定周期对压力仪表 进行校准，确保其测量准 确性和可靠性。
检查密封性
确保压力仪表的密封性能 良好，防止气体或液体泄 漏。
清洁与润滑
定期对压力仪表进行清洁 和润滑，保证其正常运转。
温度仪表的维护与保养
防爆与隔热
在高温或易爆环境中使用 的温度仪表，应采取相应 的防爆和隔热措施。
化工仪表的作用与重要性
作用
化工仪表在化工生产中起着至关重要的作用，它们能够实时检测和记录各种参 数，如温度、压力、流量和液位等，从而确保生产过程的稳定性和安全性。
重要性
化工仪表是实现自动化生产的关键设备，能够提高生产效率、降低能耗、减少 人工干预，对于化工企业的可持续发展具有重要意义。化工仪表的发展历程与趋势
物位仪表的特点
01
能够测量各种物料（液体、固体）的位置，具有高精度、高稳
定性和可靠性，广泛应用于化工、石油和食品等领域。
物位仪表的分类
02
按测量原理可分为浮力式、电容式和超声波式等。
物位仪表的安装和使用
03
应安装在易于观察和维护的位置，避免振动、高温和腐蚀等环
境因素对仪表的影响。
03
化工仪表的常见故障与排除方法
压力仪表常见故障与排除方法
化工仪表知识课件PPT
化工仪表知识课件
• 化工仪表概述 • 化工仪表的组成与原理 • 常用化工仪表介绍 • 化工仪表的选型与安装 • 化工仪表的维护与故障排除 • 化工仪表的安全与环保
01
化工仪表概述
化工仪表的定义与分类
定义
化工仪表是用于化工生产过程中各种 参数（如温度、压力、流量、液位等 ）的测量、控制和监测的仪器和设备 。
化工仪表的发展历程与趋势
发展历程
化工仪表的发展经历了从机械式仪表、电动式仪表、气动式 仪表到智能型仪表的演变过程，其技术水平和性能不断提升 。
发展趋势
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，化工仪表正朝 着智能化、数字化、网络化、高精度、高可靠性等方向发展 ，新型的化工仪表不断涌现，为化工生产带来更多的便利和 效益。
化学分析仪表的安装和使用需注意取样的代表性、预处理的准确性和 分析器的校准等问题，以保证测量的准确性和可靠性。
04
化工仪表的选型与安装
化工仪表的选型原则
01
02
03
04
适用性
选择适用于化工工艺流程和介 质特性的仪表，能够准确、稳
定地测量所需参数。
可靠性
确保所选仪表具有高可靠性、 长寿命和低故障率，以减少维
温度仪表
01
温度仪表是用于测量气体或液体的温度的仪表，也是化工生产中常用 的仪表之一。
02
温度仪表的种类繁多，常见的有热电阻、热电偶、红外线温度计和光 纤温度计等。
03
温度仪表的测量原理基于热效应或光学效应，将温度转换成电信号， 再通过二次仪表或控制系统进行显示和控制。
04Байду номын сангаас
温度仪表的安装和使用需注意防震、防腐蚀和防泄漏等问题，以保证 测量的准确性和可靠性。
• 化工仪表概述 • 化工仪表的组成与原理 • 常用化工仪表介绍 • 化工仪表的选型与安装 • 化工仪表的维护与故障排除 • 化工仪表的安全与环保
01
化工仪表概述
化工仪表的定义与分类
定义
化工仪表是用于化工生产过程中各种 参数（如温度、压力、流量、液位等 ）的测量、控制和监测的仪器和设备 。
化工仪表的发展历程与趋势
发展历程
化工仪表的发展经历了从机械式仪表、电动式仪表、气动式 仪表到智能型仪表的演变过程，其技术水平和性能不断提升 。
发展趋势
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，化工仪表正朝 着智能化、数字化、网络化、高精度、高可靠性等方向发展 ，新型的化工仪表不断涌现，为化工生产带来更多的便利和 效益。
化学分析仪表的安装和使用需注意取样的代表性、预处理的准确性和 分析器的校准等问题，以保证测量的准确性和可靠性。
04
化工仪表的选型与安装
化工仪表的选型原则
01
02
03
04
适用性
选择适用于化工工艺流程和介 质特性的仪表，能够准确、稳
定地测量所需参数。
可靠性
确保所选仪表具有高可靠性、 长寿命和低故障率，以减少维
温度仪表
01
温度仪表是用于测量气体或液体的温度的仪表，也是化工生产中常用 的仪表之一。
02
温度仪表的种类繁多，常见的有热电阻、热电偶、红外线温度计和光 纤温度计等。
03
温度仪表的测量原理基于热效应或光学效应，将温度转换成电信号， 再通过二次仪表或控制系统进行显示和控制。
04Байду номын сангаас
温度仪表的安装和使用需注意防震、防腐蚀和防泄漏等问题，以保证 测量的准确性和可靠性。
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2013-7-14
Δ R1 /R1——应变筒的轴向应变； ΔR2 /R2——应变筒的径向应变。
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32
则
U R1 U U sc (1 ) (1 ) K 4 R1 4
（1-3-11）
桥路输出电压Usc与应变
成正比，而 与应变筒的轴向应变成正比。
Usc与被测压力 P成正比， 测得 Usc可知P。
dA dD 2 A D
dD/D——金属电阻丝的径向应变； dL/L——金属电阻丝的轴向应变； μ ——材料的泊松系数。
据材料力学：
dD dL D L
dR dL d d (1 2 ) (1 2 ) R L
ε—轴向应变， ε=dL/L
dR / R
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2013-7-14
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33
2. 压阻式压力传感器
特点： 易于微小型化：
灵敏系数高：
测量范围宽： 精度高、工作可靠。
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2013-7-14
34
第三节
电容式压力传感器
工作原理 压力（差压）变送器 压力传感器 变送器输出与被测参数的 换算关系
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2013-7-14
35
一、工作原理
S↓，VCD↑，VAB= K VCD↑
（3）整流滤波 （4）功率放大器
2013-7-14
将振荡器的输出进行整流 放大，变为直流标准信号输出。
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2．电磁反馈机构
作用：将电流I0转换为反馈力Ff 。 组成：反馈动圈 、导磁体、永久磁钢 。
Ff＝BI0＝πBDWI0＝Kf I0
－主导线长度，＝πDW
原理图
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2013-7-14
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15
讨论
1. 弹簧管压力表的量程与哪些因素有关？ 弹簧管初始几何形状（角度、截面）、 刚度（材料、壁厚） 2. 当弹簧管刚度、几何形状确定，量程应如何调整？ 改变放大机构的放大倍数。 调整拉杆与扇形齿轮连接点（调整螺钉）
3. 具有均匀壁厚的圆形弹簧管能否作为测压元件？
0.14MPa压缩空气 220V（交流） 24V（直流） 标准信号：气动 20~100kPa 电动 0 ~10 mA 4 ~20 mA
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2013-7-14
18
第一节 力平衡式压力变送器
测量部分（输入转换部分） 转换部分 工作原理
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2013-7-14
19
一、测量部分（输入转换部分）
1. 压力变送器
(1-2-9)
F Ae P
Ae —— 弹性元件的有效面积; P —— 被测压力 。
(1-2-10)
则
Ae X p C
(1-2-11)
若 Ae / C 为常数，则 X 与 P 为线性关系。 返回
2013-7-14 11
二、弹性元件
弹簧管
膜片
膜盒
波纹管
弹性后效与弹性滞后现象
返回
2013-7-14
不能。
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2013-7-14
上一页
16
第二章 远传式压力测量仪表
概述
第一节 力平衡式压力变送器
第二节
第三节
电阻式压力传感器
电容式压力传感器
第四节
第五节
2013-7-14
电感式压力传感器
其它压力传感器
17
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概
述
变送器：将各种非电量的工艺参数（压力、流量、物位、温度等） 转换成统一标准信号，传送到有关仪表进行显示或控制。 传感器：将各种非电量的工艺参数（压力、流量、物位、温度等） 转换成为各种便于远传的电量信号。
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(1 2 )
d /
K
电阻应变灵敏系数。
28
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1. 金属导体 R (1 2 ) K R
2. 半导体 E
π —— 半导体材料的压阻系数 ζ —— 纵向应力 , E E —— 半导体材料的弹性模量； ε —— 纵向应变。
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上一页
3
第一章 非远传式压力测量仪表
第一节 液柱式压力计
第二节 应用弹性变形测量压力
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4
第一节
液柱式压力计
U形管压力计 单管压力计 斜管压力计
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5
一、U型管压力计
PA ' ghA ghA pA A
A — U形管内孔截面积； ρ— 工作液的密度； ρ΄ — 被测介质的密度； g — 重力加速度； h — 左右两边液柱差，h=h1+h2 ; PA — 相对较低的压力或大气压； P — 相对较高的压力。
C0
A
d
Cx
A(1
) C (1 ) 0 d
C C x C0 C0
初ห้องสมุดไป่ตู้电容为
C0
A
d
ba
d
动极板平行位移Δ x 时
Cx
b(a x)
d
C0
b
d
x
C C x C0
bx
d
线性，增加 b或减小d，可提高灵敏度。
S>δ/2时，e2’<e2’’，VCD<0，VCD与VAB反相。
VCD相位取决于检测片位移是大于还是小于δ/2 。
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23
( 2 ) 低频振荡器 LAB和C4构成的并联谐振回路， 振荡条件：
相位： 要求VCD与VAB同相，即S <δ /2 ，
正反馈， VC↑→VB↓→VAB↑ ↑___________↓ 振幅： KF≥1，F振荡器反馈系数， K放大器电压放大倍数。
第一篇
压力测量
概述
第一章 非远传式压力测量仪表
第二章 远传式压力测量仪表
第三章 压力测量仪表的选择、
校验和安装
小结
1
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概述
压力: 垂直均匀地作用在单位面积上的力，即压强。
P＝F／A
F——垂直作用力； A——受力面积。 法定计量单位： N/m2 其它原工程常用单位： 工程大气压（kgf/cm2）、标准大气压（atm）： 毫米水柱（mmH2O）、毫米汞柱（mmHg） 帕斯卡，以Pa表示。
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12
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13
三、弹簧管压力表
1、测压原理
1 2 R2 b2 P (1 2 ) E bh a 2
系数和弹性模量； h — 弹簧管壁厚； κ—
μ、E — 弹簧管材料的泊松
α、β — 与a/b比值有关的参数。
Rh 弹簧管几何参数， 2 a
将被测压力通过弹性元件转换为作用在主杠杆上的力Fi ，经主杠杆 传递到转换部分。 高压－弹簧管；中压－波纹管；低压－膜片。
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20
2. 差压变送器
高、中、低差压变送器采用膜盒， 微差压变送器采用金属或橡胶膜片。
膜盒：基座、硬芯、膜片、硅油、密封圈。 具有单向过载保护作用。 硅油：温度系数小，凝固点低(-40℃)。作 为力的传递媒质，并使膜片的运动受到阻 尼作用。
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第二节
应用弹性变形 测量压力
原理 弹性元件 弹簧管压力表
讨论
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10
一、原理
基于弹性元件的弹性特性。当弹性元件在其轴向受到外力作用时， 会产生拉伸或压缩位移，即
F CX
F —— 轴向外力; X —— 弹性元件的变形位移; C —— 弹性元件的刚度系数。 因为
A1 — 大容器截面； d — 玻璃管直径； A2 — 玻璃管截面； D — 大容器直径。
d2 P (1 2 ) h2g D
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若D＞＞d
P h2 g
8
三、斜管压力计
P (h1 h2 )g
因 D＞＞d ，则 h1+h2≈h2=Lsin
P Lg sin
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7
二、单管压力计
P (h1 h2 )g
(1-2-4)
h1 — 大容器中工作液下降的高度； h2 — 玻璃管中工作液上升的高度。 压力P作用下，大容器内工作液下降的体 积等于玻璃管内工作液上升的体积 ，即
h1A1=h2A2
A2 d2 h1 h2 2 h2 A1 D
平行板电容器
C
A
d
ε —极板间介质的介电常数； A—两平行板覆盖面积； d—两平行板之间距离。
改变d能够获得较高灵敏度，可测量微米数量级的位移； 改变A只适用于测量厘米数量级的位移； 改变介电常数ε 常用于物位测量。
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36
1．变面积式
无压力时，初始电容为 有压力时，θ≠0
（1-3-7）
Ｋ= 1+2μ ，导体应变灵敏系数。
(1-2-16)
R E K R
Ｋ= E ，半导体灵敏系数。
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(1-2-17)
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29
二、应变片
应变片
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30
三、压力传感器
1. 应变式压力传感器
应变筒
由图可得
U sc U ab U cb
Δ R1 /R1——应变筒的轴向应变； ΔR2 /R2——应变筒的径向应变。
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32
则
U R1 U U sc (1 ) (1 ) K 4 R1 4
（1-3-11）
桥路输出电压Usc与应变
成正比，而 与应变筒的轴向应变成正比。
Usc与被测压力 P成正比， 测得 Usc可知P。
dA dD 2 A D
dD/D——金属电阻丝的径向应变； dL/L——金属电阻丝的轴向应变； μ ——材料的泊松系数。
据材料力学：
dD dL D L
dR dL d d (1 2 ) (1 2 ) R L
ε—轴向应变， ε=dL/L
dR / R
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33
2. 压阻式压力传感器
特点： 易于微小型化：
灵敏系数高：
测量范围宽： 精度高、工作可靠。
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第三节
电容式压力传感器
工作原理 压力（差压）变送器 压力传感器 变送器输出与被测参数的 换算关系
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一、工作原理
S↓，VCD↑，VAB= K VCD↑
（3）整流滤波 （4）功率放大器
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将振荡器的输出进行整流 放大，变为直流标准信号输出。
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2．电磁反馈机构
作用：将电流I0转换为反馈力Ff 。 组成：反馈动圈 、导磁体、永久磁钢 。
Ff＝BI0＝πBDWI0＝Kf I0
－主导线长度，＝πDW
原理图
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讨论
1. 弹簧管压力表的量程与哪些因素有关？ 弹簧管初始几何形状（角度、截面）、 刚度（材料、壁厚） 2. 当弹簧管刚度、几何形状确定，量程应如何调整？ 改变放大机构的放大倍数。 调整拉杆与扇形齿轮连接点（调整螺钉）
3. 具有均匀壁厚的圆形弹簧管能否作为测压元件？
0.14MPa压缩空气 220V（交流） 24V（直流） 标准信号：气动 20~100kPa 电动 0 ~10 mA 4 ~20 mA
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第一节 力平衡式压力变送器
测量部分（输入转换部分） 转换部分 工作原理
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一、测量部分（输入转换部分）
1. 压力变送器
(1-2-9)
F Ae P
Ae —— 弹性元件的有效面积; P —— 被测压力 。
(1-2-10)
则
Ae X p C
(1-2-11)
若 Ae / C 为常数，则 X 与 P 为线性关系。 返回
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二、弹性元件
弹簧管
膜片
膜盒
波纹管
弹性后效与弹性滞后现象
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不能。
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第二章 远传式压力测量仪表
概述
第一节 力平衡式压力变送器
第二节
第三节
电阻式压力传感器
电容式压力传感器
第四节
第五节
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电感式压力传感器
其它压力传感器
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概
述
变送器：将各种非电量的工艺参数（压力、流量、物位、温度等） 转换成统一标准信号，传送到有关仪表进行显示或控制。 传感器：将各种非电量的工艺参数（压力、流量、物位、温度等） 转换成为各种便于远传的电量信号。
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(1 2 )
d /
K
电阻应变灵敏系数。
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1. 金属导体 R (1 2 ) K R
2. 半导体 E
π —— 半导体材料的压阻系数 ζ —— 纵向应力 , E E —— 半导体材料的弹性模量； ε —— 纵向应变。
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第一章 非远传式压力测量仪表
第一节 液柱式压力计
第二节 应用弹性变形测量压力
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第一节
液柱式压力计
U形管压力计 单管压力计 斜管压力计
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一、U型管压力计
PA ' ghA ghA pA A
A — U形管内孔截面积； ρ— 工作液的密度； ρ΄ — 被测介质的密度； g — 重力加速度； h — 左右两边液柱差，h=h1+h2 ; PA — 相对较低的压力或大气压； P — 相对较高的压力。
C0
A
d
Cx
A(1
) C (1 ) 0 d
C C x C0 C0
初ห้องสมุดไป่ตู้电容为
C0
A
d
ba
d
动极板平行位移Δ x 时
Cx
b(a x)
d
C0
b
d
x
C C x C0
bx
d
线性，增加 b或减小d，可提高灵敏度。
S>δ/2时，e2’<e2’’，VCD<0，VCD与VAB反相。
VCD相位取决于检测片位移是大于还是小于δ/2 。
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( 2 ) 低频振荡器 LAB和C4构成的并联谐振回路， 振荡条件：
相位： 要求VCD与VAB同相，即S <δ /2 ，
正反馈， VC↑→VB↓→VAB↑ ↑___________↓ 振幅： KF≥1，F振荡器反馈系数， K放大器电压放大倍数。
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压力测量
概述
第一章 非远传式压力测量仪表
第二章 远传式压力测量仪表
第三章 压力测量仪表的选择、
校验和安装
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概述
压力: 垂直均匀地作用在单位面积上的力，即压强。
P＝F／A
F——垂直作用力； A——受力面积。 法定计量单位： N/m2 其它原工程常用单位： 工程大气压（kgf/cm2）、标准大气压（atm）： 毫米水柱（mmH2O）、毫米汞柱（mmHg） 帕斯卡，以Pa表示。
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三、弹簧管压力表
1、测压原理
1 2 R2 b2 P (1 2 ) E bh a 2
系数和弹性模量； h — 弹簧管壁厚； κ—
μ、E — 弹簧管材料的泊松
α、β — 与a/b比值有关的参数。
Rh 弹簧管几何参数， 2 a
将被测压力通过弹性元件转换为作用在主杠杆上的力Fi ，经主杠杆 传递到转换部分。 高压－弹簧管；中压－波纹管；低压－膜片。
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2. 差压变送器
高、中、低差压变送器采用膜盒， 微差压变送器采用金属或橡胶膜片。
膜盒：基座、硬芯、膜片、硅油、密封圈。 具有单向过载保护作用。 硅油：温度系数小，凝固点低(-40℃)。作 为力的传递媒质，并使膜片的运动受到阻 尼作用。
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应用弹性变形 测量压力
原理 弹性元件 弹簧管压力表
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一、原理
基于弹性元件的弹性特性。当弹性元件在其轴向受到外力作用时， 会产生拉伸或压缩位移，即
F CX
F —— 轴向外力; X —— 弹性元件的变形位移; C —— 弹性元件的刚度系数。 因为
A1 — 大容器截面； d — 玻璃管直径； A2 — 玻璃管截面； D — 大容器直径。
d2 P (1 2 ) h2g D
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若D＞＞d
P h2 g
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三、斜管压力计
P (h1 h2 )g
因 D＞＞d ，则 h1+h2≈h2=Lsin
P Lg sin
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二、单管压力计
P (h1 h2 )g
(1-2-4)
h1 — 大容器中工作液下降的高度； h2 — 玻璃管中工作液上升的高度。 压力P作用下，大容器内工作液下降的体 积等于玻璃管内工作液上升的体积 ，即
h1A1=h2A2
A2 d2 h1 h2 2 h2 A1 D
平行板电容器
C
A
d
ε —极板间介质的介电常数； A—两平行板覆盖面积； d—两平行板之间距离。
改变d能够获得较高灵敏度，可测量微米数量级的位移； 改变A只适用于测量厘米数量级的位移； 改变介电常数ε 常用于物位测量。
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1．变面积式
无压力时，初始电容为 有压力时，θ≠0
（1-3-7）
Ｋ= 1+2μ ，导体应变灵敏系数。
(1-2-16)
R E K R
Ｋ= E ，半导体灵敏系数。
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(1-2-17)
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二、应变片
应变片
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三、压力传感器
1. 应变式压力传感器
应变筒
由图可得
U sc U ab U cb