154-1压力检测方法及仪表
压力检测及仪表(1)
传感器和电容式压力变送器。
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1.霍尔片式压力传感器
依据:根据霍尔效应,即利用霍尔元件将由压力所引起的弹 性元件的位移转换成霍尔电势,从而实现压力的测量。 霍尔片由半导体材料制成的薄片。
霍尔电势与位移关系: UH=RHBI I为定值,B为非均匀 霍尔片位置不同,B就不同 位移与霍尔电势成正比例。
实现位移－电势的线性转换。
结构:霍尔元件.磁钢与弹簧管。
产生 位移
工作原理:压力→弹性位移
→霍尔片移动→霍尔电势。
引入
应用:所测压力不高、
压力
压力波动小、信号需要远
传的场合。
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2.应变片式压力传感器
霍尔效应:电子逆Y轴运动时,由于受电磁力的作用,使电子
运动发生偏移,则一个端面有电子,另一个端面上正电荷过
剩,在X轴上出现电位差,称为霍尔电势。 这物理现象称为霍尔效应。
恒定磁场B
霍尔电势:UH=RHBI RH--霍尔常数,与霍尔片材料、 几何形状有关。
Y
可编辑版外电场(直流稳压电源)
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1.霍尔片式压力传感器
是截面呈椭圆形或扁圆形的中空 金属管,当通入压力p后, 它的自由 端就会产生位移。
适合测高、中、低压。
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3
4.弹性元件（根据测压范围的不同）
(2).薄膜式弹性元件 由具有弹性的金属或非金属片构成,在压力作用下能产 生变形。 适合测中、低压。
膜片
膜盒
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硅油
4
4.弹性元件（根据测压范围的不同） (3).波纹管式弹性元件:外部存在波纹的弹性金属片构成 金属筒体。易于变形,且位移很大。 适合测微压和低压(不超过1MPa)。
第二节压力检测及仪表
由于 r3= r4
当压力p=0时，电桥平衡
(r1 rt1)r4 (r2 rt2 )r3
rt1 rt2
可以相互抵消，使之与 环境温度变化无关。
——压阻式（扩散硅）压力传感器
压阻式压力传感器是利用半导体的应变效应，采用单晶 硅片为弹性元件，在单晶硅片上采用集成电路的工艺在单晶 面的特定方向扩散一组等值电阻。并将电阻接成桥路。
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。
R＝ L S
当受压时 L ↓→S↑→R↓ 当拉伸时 L↑→S↓→R ↑
这样就把力的变化转换成电阻的变化了。
R L r 2
金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大 。
（2）、应变式压力计的组成
P 传感筒 r1r2 电桥 Uab 毫伏计 P
应变式压力传感器
（3）、应变片式压力传感器的工作原理
1、应变筒 2、外壳 3、 密封膜片（不锈钢） r1、r2 用康铜丝绕成的应变 片阻值 r10＝r20 ＝320Ω r1 用缩醛胶沿应变筒轴向贴放。 (Φ＝0.015-0.05mm)
X0
B
-1/2X0
0 1/2X0
KX 0<X<1/2X0
B=
0 X=0
压力测试仪操作指引
压力测试仪操作指引
一、准备工作
1.安全防护：首先应该确保工作环境安全，检查压力测试仪是否正确
安装，然后将电源线插上，并在接通电源前将电压调至正确的值，以确保
安全工作。
2.准备仪器：准备好压力测试仪，包括：主机、压力传感器、温度传
感器等，以及它们之间的连接件，确保压力测试仪正常工作。
3.设置仪器：设置仪器的参数，包括：最大测量压力、最小测量压力、测量范围、测量精度、保持时间以及配置上的其他信息等。
二、使用步骤
1.安装压力传感器：将压力传感器安装在压力测试仪上，检查安装是
否牢固，可以使用止回阀和排气阀等器件组成。
2.设置压力测试仪：将压力测试仪设置至所需的值，具体步骤是：根
据需要设置压力测试仪的参数，使其准备检测。
3.测试压力：通过插入压力传感器线缆的连接头，连接上压力测试仪，准备开始试验。
之后，按照预设的参数启动压力测试仪，等它自动完成测试，或者在必要的时候对其进行手动操作，进行压力测试。
4.读取测试数据：在压力测试结束后，测试仪会自动生成测试数据，
然后将测试结果以文件的形式保存到磁盘中，这样就可以方便地进行数据
分析了。
5.清理压力测试仪：当压力测试完成后。
压力检测仪表ppt课件可编辑全文
精选ppt
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3 检测仪表
（4）谐振式压力传感器 谐振式压力传感器是依靠被测压力改变弹性元 件或与弹性元件相连的振动元件的谐振频率， 经过适当的电路输出脉冲频率信号或电流（电 压）信号 。 根据谐振原理的不同，谐振式压力传感器有振 弦式、振膜式及振筒式几种。
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3 检测仪表
振膜式压力传感器
结构
工作原理
先将压力的变化转换为电容量的变化， 然后将电容量的变化转换成标准的电流
信号进行测量。
1—隔离膜片；2，7—固定电极； 3—硅油；4—测量膜片；5—玻璃层；
6—底座；8—引线
电容式差压变送器原理图 精选ppt
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3 检测仪表
电容式差压变送器
电容式压力/差压变送器
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3 检测仪表
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3 检测仪表
（1）应变式压力传感器 组成：弹性元件、应变片以及相应的测量电路。 类型：应变式压力传感器所用弹性元件可根据
被测介质和测量范围的不同而采用各种型式，常 见有圆膜片、弹性梁、应变筒等。
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3 检测仪表
膜片式压力传感器
p
t
p (a)
r a
r
0.58 r0
r0
R1 R2
– 另外，作为弹性元件的膜片常常和其他转换元 件一起使用构成电远传式压力仪表
金属膜片
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膜盒压力表 膜片压力表
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3 检测仪表
3.3.4电远传式压力检测仪表
电远传式压力仪表也是利用弹性元件作为敏感元 件，在仪表中增加了转换元件（或装置）和转换 电路，将弹性元件的位移转换为电信号输出，实 现信号的远传。
压力测定器的使用方法
压力测定器的使用方法
压力测定器是一种用于测量压力的仪器，广泛应用于工业、医疗、科研等领域。
正确使用压力测定器可以保证测量结果的准确性，同时也能延长仪器的使用寿命。
下面将介绍压力测定器的使用方法。
一、准备工作
1.选择合适的压力测定器：根据需要测量的压力范围和精度要求选择合适的压力测定器。
2.检查仪器：检查仪器是否完好无损，仪表盘是否清晰可读，连接管路是否松动或漏气。
3.连接管路：将压力测定器与被测压力系统连接，注意连接口径和连接方式是否匹配。
二、测量操作
1.打开被测压力系统：打开被测压力系统，使其处于正常工作状态。
2.调整零点：将压力测定器置于零点位置，调整零点，使指针指向零刻
度。
3.读取压力值：观察指针位置，读取压力值。
注意读数时要垂直于指针，避免视角偏差。
4.记录数据：记录测量数据，包括测量时间、测量位置、测量值等信息。
5.关闭被测压力系统：测量完成后，关闭被测压力系统，拆除连接管路。
三、注意事项
1.避免超量程使用：使用时应避免超过仪器的量程范围，否则会损坏仪器。
2.避免过度震动：使用时应避免过度震动，以免影响测量精度。
3.避免过度压力：使用时应避免过度压力，以免损坏仪器。
4.定期校准：定期校准压力测定器，以保证测量精度。
5.正确存放：存放时应避免受潮、受热、受冷等情况，以免影响仪器性能。
以上就是压力测定器的使用方法，正确使用压力测定器可以保证测量结果的准确性，同时也能延长仪器的使用寿命。
希望本文对您有所帮助。
压力检测方法及仪表
①电容式压力变送器
电容式压力变送器是一 种开环检测仪表，具有 结构简单、过载能力强、 可靠性好、测量精度高 等优点，其输出信号是 标准的4～20mA（DC）电 流信号。
工作原理
先将压力的变化转换为电 容量的变化，然后进行测 量。
①电容式压力变送器
z 电容式变送器有一个可变电容的传感组件，传感 器是一个完全密封的组件。被检测介质压力进入 高低压力室，通过隔离膜片、硅油或其它惰性液 传递给位于“δ”室中心的测量膜片，测量膜片与 两侧绝缘体上的电极各组成一个电容器，在无压 力进入或两侧压力相等时，测量膜片处于中间位 置。当两侧压力不一致时，就致使测量膜片产生 位移，测量膜片的位移与差压成正比，由它两侧 的电容极板检测，再用电子线路把测量膜片和电 容极板之间的差动电容转换成为4～20mADC 的二 线制输出的电流信号。
z 表压是以大气压为基准来表示的压力,所以它和绝对压力 正好相差一个大气压。 P表压=P绝对压力－P大气压力
z 当绝对压力值小于大气压力值时，表压为负值（即负压 力），此负压力值的绝对值，称为真空度。 P真空度=P大气压力－P绝对压力
压力的测量方法
z 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：
弹簧管压力表
当被测压力从弹簧管的固定端输入 时，弹簧管的自由端产生位移。在一 定的范围内，该位移与被测的压力成 线性关系。传动机构又称机心，是把 弹簧管受到压力作用时自由端所产生 的位移传递给刻度指示部分的。
隔膜式压力表
z 化学密封隔膜压力表，是由外焊膜片式化学密封 隔离体与不同类型的压力表配接而成的。隔离膜 片在被测介质压力P的作用下产生变形，压缩内 部充填的工作液形成一个相当于P的压力P'。经工 作液的传导，使压力仪表中的弹性元件自由端产 生相应的变形，并按与之相配接的类别压力仪表 工作原理显示出被测的压力值。
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%。
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
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活塞式压力计：将压力转换成活塞上平衡砝码的重 量进行测量。
1-2 压力表
1、液柱式压力计 ２、弹性式压力计 3、电测压力法
1、液柱测压法
测量原理 将被测压力转换成液柱高度差进行 测量
常用的压力表有U形管压力表、 单管压力表、斜管压力表和活塞式 压力表等。
A——电容器两平行板覆盖的面积，m2
d——两平行板之间的距离，m C——电容量，F
压电式测压原理
根据“压电效应”把被测压力变换为电信号 的。
（a）单晶体
（b）剖面图
（c）X截割的石英片
电荷数
Qx KPxAx 受力面积
压电常数
作用在受力面积上的压力
应变片式测压原理
外力作用
应变片
被测对象表面产生微小机械变形 应变片敏感栅随同变形
VH KHIB
差压（压力）变送器
作用：将各种物理量转换成统一的标准信号
差压变送器 力平衡式变送器 位移平衡式变送器
气动单元组合仪表（简称为QDZ仪表） 20～100KPa
电动单元组合仪表（简称为DDZ仪表） DDZ-Ⅱ型仪表为0～10mADC DDZ-Ⅲ型仪表为4～20mADC或1-5VDC
力 平 衡 式 压 力 变 送 器
（1）测压原理： 利用各种弹性元件在被测介质压力作用下会产生弹
性变形。 （2）特点：结构简单，价格便宜、测压范围宽，
测量精度也比较高 (3) 适用场合：在生产过程中获得了最广泛的应用。
电气式压力计
（1）测压原理：把压力转换为电阻、电容、电感 或电势等电量，从而实现压力的间接测量。
（2）特点：反应较快，测量范围较广、精度可达 0.2%，便于远距离传送。在生产过程中可以实 现压力自动检测、自动控制和报警。
lf Kf
F0
l1
Fi
❖微位移式变送器
（1）测量部分
P1
填充液（硅油）
转换放大单元
I0
固定电极
P2
可动电极
电容式压力传感器
Ｐ1 Ｐ2
1
1
h1
h
h2
2
2
P0
1
1
h1
h2
0
2
p
0
２、弹性式压力计
弹性元件
将被测压力转换成弹性元件变形的位移
P
P
弹簧管式弹性元件
膜片式弹性元件
当弹性元件在轴向受到外力作用 时，就会产生拉伸或压缩位移，即
FCS
式中 F——轴向外力 S——位移 C——弹性元件的刚度系数
FAP
式中 A——弹性元件承受压力的有效面积 P——被测压力
３、压力的表示方法
被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度）
P表 1 P绝
P真 P绝
甲物体承受 压力
1大气压力线
乙物体承受 压力
0
0
绝对压力零线
绝对压力、表压力、真空度的关系图
４、分类
液柱式压力计 弹性式压力计 电气式压力计 活塞式压力计
液柱式压力计
将被测压力转换成液柱高度差进行测量 弹性式压力计
20—调零弹簧
测量机构
F3
主杠杆 Mi Fil1F1l2 Fi AP
l4 l3
矢量机构将F1分解成F2和F3， F2 F1tg
F1
θ
θ
8
F2
F2
l1 l2
APitg
M
副杠杆平衡： F2l3F0l0FfLf
12
l2
lf Ff l0
Ff Kf I0
14
5
F0
4
H
I0
l1l3AtgP l0
l2lf Kf
2. 非弹性元件组成的快速测压元件，主要利用某些 物体的某一物理性质与压力有关，如压电式、压阻 式、压磁式等。
电容式测压
采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可变电
容器的电容量，然后通过测量电容量C便可以知道被测
压力的大小，从而实现压力-电容转换的。
定极板
弹性元件 C
d
被测压力 动极板
ε——电容器极板间绝缘介质的介电 常数，F/m
过程控制系统运行与维护
第四章 压力控制系统
第四章 压力控制系统
4-1 压力检测方法及仪表 4-2 简单控制系统 4-3 复杂控制系统
4-1 压力检测方法及仪表
4-1 压力检测方法及仪表
1-1 概述 1-2 压力表 1-3 选择、安装与校验
1-1 概述
１、概念
垂直而均匀地作用在单位面积上的力
霍尔式压力表
霍尔式压力表属于电气式压力表。
测压原理：利用霍尔片式传感器（根据半导 体材料的霍尔效应的原理）实现压力-位移霍尔电势的转换。
霍尔片：是一种半导体或化合物半导体转换 元件。
霍尔效应：把一块霍尔元件置于均 匀磁场中，并使霍尔片与磁感应强度B 的方向垂直，在沿着霍尔片的左右两个 纵向端面上通入恒定的控制电流I，则会 在霍尔片的两个横向端面之间形成电位 差VH，此电位差称为霍尔电势。
杠杆机构
1—低压室 2—高压室
3—测量元件（膜盒、膜片）
检测放大 机构
4—轴封膜片 5—主杠杆 6—过载保护片 7—静压调整螺钉
8—矢量机构 9—零点迁移弹簧
反馈 机构 10—平衡锤 11—量程调整螺钉
12—检测片（衔铁）
13—差动变压器 14—副杠杆
15—放大器 16—反馈动圈
17—永久磁钢 18—电源 19—负载
电阻值发生相应变化
组 成
敏感栅 直径为0.025mm左右的合金电阻 丝 基 底 绝缘
覆盖层 保护
位移、力、力矩、 加速度、压力
弹性敏 感元件
应变
5
l 2
4 1
R K l
R
l
3
1—敏感栅 2—基片 3—粘合剂 4—引线 5—覆盖片
霍尔式压力表
线43; 弹簧管 弹簧管
霍尔片
VH Kx K——霍尔式压力传感器输出系数 χ——自由端霍尔元件的位移量
S AP C
S~ P
弹簧管压力表
刻度盘 游丝
中心齿轮 弹簧管
指针 扇形齿轮
接头
拉杆 调整螺钉
3、电测压力法
利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测 压力变换为电信号来进行测量的。 1. 弹性元件附加一些变换装置，使弹性元件自由端的 位移量转换成相应的电信号，如电阻式、电感式、电 容式、霍尔片式、应变式、振弦式等；
F S
式中 Ｐ——压力（Pa）
Ｆ——均匀垂直作用力（N） Ｓ——受力面积（m2）
单位: 牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa
1MPa = 1*103KPa = 1*106Pa
２、单位
国际单位制（SI）---帕（Pa），
1工程大气压= 1kgf/cm2=98066.5 Pa 1标准大气压=760 mmHg=101325 Pa 1毫米汞柱＝1 mmHg=13.6 mmH2O=133.322 Pa 1毫米水柱＝1 mm H2O=1kgf/m2=9.80665 Pa