压力检测仪表
压力测量仪表
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。
几种压力之间的关系
绝对压力
。
。 真空度
。 表压力
完 全 真 空
负压力
︵
☉
环大
境气
0 Pa
压压
力力
︶
。 表示标准压力
☉ 表示任意压力值
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。
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
习题讲解：
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？
式中 p---压力，Pa； F---垂直作用力，N； S---受力面积，m2。
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“M Pa。
几种压力单位之间的换算：
压力仪表的测量原理及种类介绍
三、压力单位
过去采用的压力单位“工程大气压力” （kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、 “毫米水柱”（mmH2O）、“物理大气 压”（atm）、“巴”（bar）、“PSI” 等均应改成法定计量单位帕。见教材p96表 5-1 1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa 1 mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa 1 atm = 1.01325×105Pa 1 bar=105Pa 1 PSI=6.89×103Pa
1
h1 h 2
t
(h
'
h2)
'
修正方法：
h1 h 2
g gn
(h
'
1
h2)
'
标准重力 加速度
4、安装误差 当U形管安装不垂直时将会产生安装误差。 例如U形管倾斜5°时，液面高度差h的读数相对于实 际值要偏大约0.38％。
5.3 弹性式压力计
根据弹性元件受压后产生变形和压力大小有确 定关系的原理制成。 适用范围（0-103Mpa),结构简单，广泛应用。 包括：金属膜片式（包括膜片式）、波纹管式 和弹簧管式。 一、弹性元件的特性 三、膜片和膜盒 四、波纹管 五、弹簧管
单圈弹簧管是弯成 270度圆弧的空心金
属管，其截面为扁
圆形或椭圆形等。
弹簧管的各种横截面图
扁圆形
椭圆形
半圆形 扁圆形
双圆形
八字形
厚壁扁圆形
弹簧管是弹簧管压力计的主要元件．各种形式的弹 簧管如图所示． 弹簧管及其横截面
扁圆 椭圆
单圈
平面螺旋型
空间螺旋形
工作原理：弯曲的弹簧管是一根空心的管子，其 自由端是封闭的，固定端焊在仪表的外壳上，
压力检测仪表的选择与校验概要
总之，在工艺流程上确定的取压口位置应能保证测 得所要选取的工艺参数。
• 2. 导压管的铺设 • 导压管是传递压力、压差信号的。
连接导管的铺设：
连接导管的水平段应有一定的斜度，以利于排除 冷凝液和气体。当被测介质为气体时，导管应向取 压口方向低倾；当被测介质为液体时，导管应向测 压仪表方向倾斜；当被测参数为较小差压值时，倾 斜度可再稍大一点。此外，如导管在上下拐弯处， 则应根据导管中的介质情况，在最低点安装排泄冷 凝液体装置或在最高处安置排气装置，以保证在相 当长的时间内不致因在导管中积存冷凝液体或气体 而影响测量的准确度，冷凝液体或气体要定期排放。
• • • •
取压口的选择 在管道或烟道上取压 测量流动介质的压力 测量液体介质的管道上 取压
(5)为了准确测得静压，压力表取压点应在直管段上， 并设切断阀；其中，清洁无腐蚀性介质用针形阀粘度 大，有腐蚀性介质用闸阀，可免除突然的压力波动和 消除脉动。使用于腐蚀性介质和重油时，可在压力表 和阀门间装隔离器，隔离器内装隔离液(隔离液可为 轻柴油或甘油水溶液等)。
• 一般在被测压力较稳定的情况下，最大工作压力 不应超过仪表满量程的2／3； • 在被测压力波动较大或测脉动压力时，最大工作 压力不应超过仪表满量程的1／2。 • 为了保证测量准确度．最小工作压力不应低于满 量程的1／3。 • 当被测压力变化范围大，最大和最小工作压力可 能不能同时满足上述要求时，选择仪表量程应首 先要满足最大工作压力条件。
检定弹簧管压力计所需的设备： 上限如何决定： 测量仪表测量上限如何决定。
检定弹簧管压力计所需的设备： 对于压力计量仪表，压力源很稳定，所以标准仪表的上限： ＝被校仪表上限×（1＋1/3）。 然后选择最靠近该计算值的测量上限标准值。
压力测量仪表有哪几种
用于压力测量的仪表种类很多，按其转换原理可大致分为以下几种。
1、液柱式压力表液柱式压力表是根据静力学原理，将被测压力转换成液柱高度来进行压力测量的。
这类仪表包括U形管压力计、单管压力计、斜管压力计等。
常用的测压指示液体有酒精、水、四氯化碳和水银。
这类仪表的优点是结构简单，反应灵敏，测量准确；缺点是受到液体密度的限制，测压范围较窄，在压力剧烈波动时，液柱不易稳定，而且对安装位置和姿势有严格要求。
一般仅用于测量低压和真空度，多在实验室中使用。
2、弹性式压力表弹性式压力表是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成元件的位移来测量压力的。
常见的有弹簧管压力表、波纹管压力表、膜片（或膜盒）式压力表。
这类测压仪表结构简单，牢固耐用，价格便宜，工作可靠，测量范围宽，适用于低压、中压、高压多种生产场合，是工业中应用最广泛的一类压力测量仪表。
不过弹性式压力表的测量精度不是很高，且多数采用机械指针输出，主要用于生产现场的就地指示。
当需要信号远传时，必须配上附加装置。
3、压力传感器和压力变送器压力传感器和压力变送器是利用物体某些物理特性，通过不同的转换元件将被测压力转换成各种电量信号，并根据这些信号的变化来间接测量压力的。
根据转换元件的不同，压力传感器和压力变送器可分为电阻式、电容式、应变式、电感式、压电式、霍尔片等形式。
这类压力测量仪表的最大特点就是输出信号易于远传，可以方便地与各种显示、记录和调节仪表配套使用，从而为压力集中监测和控制创造条件。
在生产过程自动化系统中被大量采用。
扩展资料：用途：压力表可以指示、记录压力值，并可附加报警或控制装置。
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。
工程技术上所测量的多为表压。
压力的国际单位为帕，其他单位还有：工程大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。
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。
火电厂常见压力测量仪表及测量方法
火电厂常见压力测量仪表及测量方法1.常见压力测量仪表（1）液压式压力测量仪表。
在工程实践中，液压测试仪主要是根据测量到的压力与一定高度的液体柱的压力进行平衡，从而对其电站的工作压力进行分析。
液压试验机的主要部件是玻璃管，以形成一根液柱，但因其材质的局限性，其最大值可达0.3MPa，它具有较高的灵敏度，是水力试验机最大的优势。
（2）弹性式压力测量仪表。
在使用弹性压力计进行测试时，由于承受一定的压力，弹性元件会发生变形。
然后用其它的数据来衡量它的压力。
正是由于它的这种优点，所以它才能被人们所接受。
而且它具有良好的耐久性和广泛的测量范围，因而在目前的电站中已被广泛使用。
（3）负荷式压力测量仪表。
负载型压力计是根据压力原理制造的一种仪器，它是由重量和活塞构成的，能够实现精密的机械加工，测量发电厂的工作压力。
该装置能在实践中确保其精度，具有广泛的使用范围。
（4）电测式压力测量仪表。
采用多种金属或半导体材料制成的电测型压力计 , 当它的压力测试时，它能最大限度地利用金属或半导体的特性。
在此基础上，将所测的电压直接转换成电压和信号，由弹性体直接输出，由此得出了电站的运行电压。
在实际的测试中，采用电测式压力表能保证其准确度，而且范围也较大。
2.常见压力测量方法（1）直接测量法。
直接测量是通过将被测数据与所选择的标准值进行比较，或采用事先校准的仪器进行测量。
因此，可以直接获得被测数据。
（2）间接测量法。
间接测量是一种直接测量与被测数据有一定关系的其他变量，并将这些变量的数值代入到一个函数方程中，从而得到被测值。
（3）组合测量法。
组合测量法是根据直接和间接测得的结果，通过建立各未知量间的函数关系式，然后再求出未知量的一种方法。
压力(差压)检测仪表的正确选用
一、压力（差压）检测仪表的正确选用压力检测仪表的正确选用主要包括确定仪表的型式、量程、范围、准确度和灵敏度、外形尺寸以及是否需要远传和具有其他功能，如指示、记录、调节、报警等。
选用的主要依据：1．工艺生产过程对测量的要求，包括量程和准确度。
在静态测试（或变化缓慢）的情况下，规定被测压力的最大值选用压力表满刻度值的三分之二；在脉动（波动）压力的情况下，被测压力的最大值选用压力表满刻度值的二分之一。
常用压力检测仪表的准确度等级有0．4级、1．0级、1．5级和2．5级4个级等，应从生产工艺准确度要求和最经济角度选用。
仪表的最大允许误差是仪表的量程与准确度等级百分比的乘积，如果误差值超过工艺要求准确度，则需更换准确度高一级的压力仪表。
2．被测介质的性质，如状态（气体、液体）、温度、粘度、腐蚀性、法污程度、易燃和易爆程度等。
如氧气表、乙炔表，带有“禁油”标志，专用于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压力表、隔膜压力表等。
3．现场的环境条件，如环境温度、腐蚀情况、振动、潮湿程度等。
如用于振动环境条件的防震压力表。
4．适于工作人员的观测。
根据检测仪表所处位置和照明情况选用表径（外形尺寸）不等的仪表。
二、压力（差压）检测仪表的检定和校准仪表在使用之前，必须检定和校准。
长期使用的仪表也应定期检定，其周期应视使用频繁程度和重点程度而定。
当仪表带有远距离传送系统及二次仪表时，应连同二次仪表一起检定、校准。
三、压力（差压）检测仪表的正确安装及有关事项进行压力检测，实际上需要一个测量系统来实现。
要做到准确测量，除对仪表进行正确选择和检定（校准）外，还必须注意整个系统的正确安装。
如果只是仪表本身准确，其示值并不能完全代表被测介质的实际参数，因为测量系统的误差并不等于仪表的误差。
系统的正确安装包括取压口的开口位置、连接导管的合理铺设和仪表安装位置的正确等。
1．取压口的位置选择（1）避免处于管路弯曲、分叉及流束形成涡流的区域。
（2）当管路中有突出物体（如测温元件）时，取压口应取在其前面。
常见压力检测仪表简介
缺点
结构较复杂，价
二、弹性式压力表
弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件， 在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后 产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。
优点
具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢 固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的 精度等优点。 可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压 力。
压力检测仪表简介
一、液柱式压力计
它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。
优点
这类压力计结构简单、使用方便 其精度受工作液的毛细管作用、密度及视 差等因素的影响，测量范围较窄，一般用来测 量较低压力、真空度或压力差。
缺点
一、液柱式压力计
血压计
一、液柱式压力计
一、液柱式压力计
图2-2弹性元件示意图
弹簧管压力计
膜片式压力计
膜片式压力计
三、电气式压力表
它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如 电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。
四、活塞式压力表
它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。
优点
测量精度很高，允许误差可小到0.05%～0.02%。
压力检测仪表
（2）电感式压力传感器 在电感式压力传感器中，首先用弹性元件 将被测压力转换成弹性元件的位移，再用电学 的方法将位移转换成自感或互感系数的变化， 最后由测量电路转换成与被测压力成正比的电 流或电压输出。 （3）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、振膜式及振筒式等几种。
弹簧管压力计结构简单、使用方便、价格低 廉、测量范围宽，可以测量负压、微压、低压、 中压和高压（可达1000MPa），因此，应用十 分广泛。根据制造的要求，仪表的准确度等级 最高为0.1级。 被测介质的性质和被测介质的压力高低决定 了弹簧管的材料。对于普通介质，当P＜20MPa 时，弹簧管采用磷铜；当P＞20MPa时，则采用 不锈钢或合金钢。对于腐蚀性介质，一方面可 采用隔离膜和隔离液；另一方面也可采用耐腐 蚀的弹簧管材料。另外，还要注意仪表的防尘、 防爆、防腐等问题，并要定期校验。
（a）内部结构 （b）扭力管结构 图1-9 双波纹管压差计结构示意
1-连接轴；2-单向受压的保护阀；3-推板；4-摆杆；5扭力管；6-心轴；7-量程弹簧组；8-中心基座；9-阻尼 阀；10-阻尼旁路；11-阻尼环；12-填充液；13-滚针轴 承；14-玛瑙轴承；11-隔板；16-平衡阀
1-膜盒；2-连杆；3-铰链块；4-拉杆；5-曲柄；6-转轴； 7-指针；8-面板；9-金属平衡片；10-游丝
h20 = h[1 − β (t − 20)]
式中h20为20℃封液液柱高度，h为温度为t时 封液液柱高度， β为封液的体膨胀系数， t 为测量时的实际温度。
(2)毛细现象造成的误差 毛细现象使封液表面形成弯月面，这 不仅会引起读数误差，而且会引起液柱 的升高或降低。这种误差与封液的表面 张力、管径、管内壁的洁净度等因素有 关，难以精确得到。实际应用时，通常 采用加大管径来减少毛细现象的影响。 封液为酒精时，管子内径d≥3mm；水和 水银作封液时d≥8mm。
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• 压力仪表的选用 • 压力仪表的校验 • 压力检测系统工程应用要点
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一、压力检测仪表的选用
1、仪表类型选择 要根据生产过程提出的要求，主要考虑以下几个方面：
①.被测介质的性质： 对腐蚀性较强的介质应使用像不锈钢之类的弹性元件或敏感元件； 对氧气、乙炔等介质应选用专用的压力仪表；
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三、压力检测系统工程应用要点 1、取压点位置和取压口形式：
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3、测量高压时：最大被测压力
Pmax
3的测量上限 5
4、被测压力的最小值Pmin
1 的测量上限 3
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一、压力检测仪表的选用
1、仪表类型选择 2、仪表量程选择：
1、被测压力较稳定时：最大被测压力Pmax
2 的测量上限 3
2、测量脉动压力时：最大被测压力Pmax
1 的测量上限 2
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二、压力检测仪表的校验
仪表出厂时 需要进行检定 使用中的仪表 需要定期检验
使符合精度等级要求
保证测量结果的准确度
1、校验原则： 用于进行校验的标准仪表其允许绝对误差要小于被校仪表允许绝对误差的
1/3~1/5 ，这样可以认为标准仪表的读数就是真实的；若被校仪表的读数误差小于规 定值，则认为它是合格的。
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一、压力检测仪表的选用
1、仪表类型选择 要根据生产过程提出的要求，主要考虑以下几个方面：
①.被测介质的性质： ②.对仪表输出信号的要求：
对于只需要观察压力变化的情况，应选用如弹簧管压力表那样的直接指示型的仪 表；
如需将压力信号远传到控制室或其他电动仪表，则可选用电气式压力检测仪表或 其他具有电信号输出的仪表，如霍尔压力传感器等；
解： 由题意，被测压力允许的最大绝对误差
max＜0.45%＝0.02MPa
要求选用仪表的最大引用误差
ma
＜ 0.02 x 1.0 0100% Nhomakorabea2%
按精度等级，可选用1.5级压力表。
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一、压力检测仪表的选用
例：一压力容器在正常工作时压力范围为0.4~0.6MPa， 要求使用弹簧管压力表进 行检测，并使测量误差小于被测压力的5%，试确定该表的量程和精度等级。
为真实反映被测压力的大小，要合理选择取压点，注意取压口形式。工业系统中 设置取压点的选取原则遵循以下几条。 ①. 取压点位置避免处于管路弯曲、分叉、死角或流动形成涡流的区域。不要靠近有 局部阻力或其他干扰的地点，当管路中有突出物体时（如测温元件） ，取压点应在其 前方。需要在阀门前后取压时，应与阀门有必要的距离。 ②. 取压口开孔的轴线应垂直设备的壁面，其内端面与设备内壁平齐，不应有毛刺或 突出物。 ③. 测量液体介质的压力时，取压口应在管道下部，以避免气体进入引压管；测量气 体介质的压力时，取压口应在管道上部，以避免液体进入引压管。
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一、压力检测仪表的选用
例：一压力容器在正常工作时压力范围为0.4~0.6MPa， 要求使用弹簧管压力表进 行检测，并使测量误差小于被测压力的5%，试确定该表的量程和精度等级。
解：由题知被测压力比较稳定，设弹簧管压力表量程为A， 则选择压力表时，应满足以下关系：
最大工作压力（
0.6）
如果要检测快速变化的压力信号，则可选用电气式压力检测仪表，较常用的是压 电式压力传感器。
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一、压力检测仪表的选用
1、仪表类型选择 要根据生产过程提出的要求，主要考虑以下几个方面：
①.被测介质的性质： ②.对仪表给出信号的要求： ③.使用的环境：
对爆炸性较强的环境，在使用电气压力仪表时，应选择防爆型压力仪表； 对于温度特别高或特别低的环境，应选择温度系数小的敏感元件以及其他变换元 件。
注意：在计算Δmax时，不应取0.6。因为若取0.6，有：
max＜0.65%＝0.03MPa
m
＜ 0.03 ax 1.0 0
100%
3%
按精度等级，应选用2.5级压力表。 此时，若被测压力为0.4MPa，根据题意要求，
测量误差应小于： 0.45% 2%
而仪表的精度等级为2.5级，无法满足较小工作压力 时的要求。
3、测量高压时：最大被
测压力Pmax
3的测量上限 5
4、被测压力的最小值Pmin
1 的测量上限 3
根据被被测测压压力力最最小大值值PPmmianx 计算仪表的上下限 再按压力仪表的标准系列选定量程
若上、下限不能同时满足要求，应首先满足最大工作压力
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一、压力检测仪表的选用
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一、压力检测仪表的选用
1、仪表类型选择 2、仪表量程选择：
为了保证测压仪表在其安全范围内可靠地工作，也考虑到被测对象可能发生的异 常超压情况，对仪表的量程选择必须留有足够的余地。
1、被测压力较稳定时：最大被测压力Pmax
2 的测量上限 3
2、测量脉动压力时：最大被测压力Pmax
1 的测量上限 2
1、仪表类型选择 2、仪表量程选择： 3、仪表精度选择：
根据使用要求及生产过程允许的被测压力的最大绝对误差来确定，即要求仪表的 基本误差应小于被测压力的最大绝对误差，并在规定的精度等级中确定仪表的精度。
要注意经济性，不必追求高精度，只需满足使用要求即可。 工业用测压仪表的精度通常在0.5级以下。 测量差压的仪表还应注意工作压力的选择，应使其与被测对象的工作压力相对应。
2 3
A
最小工作压力（
0.4）
1 3
A
A 0.9MPa A 1.2MPa
因此，可选用量程范围为0~1.0MPa的弹簧压力表。
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一、压力检测仪表的选用
例：一压力容器在正常工作时压力范围为0.4~0.6MPa， 要求使用弹簧管压力表进 行检测，并使测量误差小于被测压力的5%，试确定该表的量程和精度等级。
2、常用压力校验仪器： 液柱式压力计、活塞式压力计
或配有高精度标准表的压力校验泵。
3、活塞式压力校验系统分析
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三、压力检测系统工程应用要点
进行压力测量时，正确选用压力测量仪表十分重要，同时，合理的测压系统也是 准确测量的保证。一套合理的测量系统，包括直接测取压力的位置、取压口的选择， 传递压力的引压管路的敷设及测量仪表的正确安装。 1、取压点位置和取压口形式：