压力检测方法及仪表
F AP
式中 F——轴向外力 S——位移 C——弹性元件的刚度系数
式中 A——弹性元件承受压力的有效面积 P——被测压力
S AP C
S~ P
弹 性 元 件 结 构 和 特 点
▪ 常用的弹性敏感元件
▪ 常用的弹性敏感元件
▪ 常用的弹性敏感元件
真空膜合
▪ 常用的弹性敏感元件
▪ 常用的弹性敏感元件
传感膜头 A/D转换器
温度 传感器
传感膜头内存 修正系数 膜头信号
电容 传感器
3051C型智能变送器原理图
电子线路板
微处理器 传感器线性化 重设量程 诊断 工程单位 通信
电子板内存 量程值 变送器组态信息
D/A 转换
4～20mA
数字
通信
手
操
器
本机量程和
零点调整
➢压力测量仪表的选用
•仪表种类和型号的选择
测量 p1 p2
P0
1
1
1
1
p
h1
h1
h
2
h2
2 h2
0
0
2
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。
➢弹性变形法
测量原理 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
测量原理
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 F CS
❖霍尔式压力表 霍尔片 + 弹簧管
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
➢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）
测量原理 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
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
工艺要求 现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信 号报警
介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性 现场环境 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性 •仪表量程的确定 化工自控设计技术规定 被测压力较稳定的情况，最大压力值应不超过满量程的2/3； 被测压力波动较大的情况，最大压力值应不超过满量程的1/2 被测压力的最小值也不应低于全量程的1/3
▪ 弹性后效。 弹性敏感元件的变形不仅随载荷变化，而且与时间有关。当 所加载荷改变时，不是立即完成相应变形，而是经一定时间间隔逐渐完 成变形，这一现象称为弹性后效。弹性后效的存在使得弹性敏感元件的 变形不能迅速随外力的改变而变化，造成测量误差，在动态测试时，这 种现象更加严重。
▪ 固有频率。 弹性敏感元件的固有频率决定其动态特性。一般来说，固有 频率越高，其动态特性越好。
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； 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。
➢电测压力法 ❖电容式测压原理
DDZ-Ⅱ型仪表为0～ 1D0DmZ-AⅢD型C 仪表为4～20mADC
➢压力检测仪表
❖智能差压（压力）变送器
在普通压力传感器上增加微处理器,其特点： 具有远程通讯的功能；依靠手操通信器，用户可在现场或控制 室设定变送器各种参数；使用维护方便，长期稳定工作，每5年 才需校检一次。
以3051C 为例： 组成：传感膜头：被测压力--- A/D转换----数字信号 电子线路板：对信号进行修正，线性化处理---D/A 转换-- 4～20mA信号
压力测量及仪表
颉永军
主要内容
➢压力检测方法 ❖液柱测压法
❖弹性变形法
❖电测压力法
➢压力检测仪表 ✓ 弹簧管压力表
✓ 霍尔式压力表
✓差压（压力）变送器
✓力平衡式压力变送器
✓微位移式变送器
✓智能差压（压力）变送器
➢压力的基本概念
垂直而均匀地作用在单位面积上的力
F S
式中 Ｐ——压力（Pa）
Ｆ——均匀垂直作用力（N） Ｓ——受力面积（m2）
➢电测压力法
❖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 Q x KPx Ax
受力面积
压电常数
作用在受力面积上的压力
➢压力检测仪表 霍尔式压力表属于电气式压力表。
❖霍尔式压力表 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。
▪ 常用的弹性敏感元件
弹性敏感元件的一般特性
▪ 弹性敏感元件的一般特性
▪ 柔度（灵敏度）
S
dx dF
▪ 刚度
K dF dx
弹性敏感元件的一般特性
▪ 弹性敏感元件的一般特性 ▪ 弹性滞后
弹性敏感元件的一般特性
▪ 弹性滞后。 弹性滞后是指弹性敏感元件在弹性变形范围内，加载、卸载 正反行程曲线不重合的现象，一般用最大变形滞后与最大载荷下的总变 形的百分比表示。产生弹性滞后的原因主要是由于弹性敏感元件在工作 时分子间存在内摩擦，这种滞后误差将会造成测量误差，因此必须选择 弹性滞后小的弹性敏感元件。
单位: 牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa”
1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa
➢压力的几种表示形式
被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度）
绝对压力
表压（正压） 真空度
大气压力线
绝对压力
绝对压力的零线
➢液柱测压法
测量原理
根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行
▪ 机械品质因数对于作周期振动的弹性敏感元件，由于阻尼的存在，每一
个振动周期都伴有能量消耗。机械品质因数定义为每个振动周期存储的
能量与由阻尼等消耗的能量之比：
Q
2
E S
E
C
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
➢电测压力法
测量原理
利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测
线性非均匀磁场
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。 VH K H IB
➢压力检测仪表
式中 F——轴向外力 S——位移 C——弹性元件的刚度系数
式中 A——弹性元件承受压力的有效面积 P——被测压力
S AP C
S~ P
弹 性 元 件 结 构 和 特 点
▪ 常用的弹性敏感元件
▪ 常用的弹性敏感元件
▪ 常用的弹性敏感元件
真空膜合
▪ 常用的弹性敏感元件
▪ 常用的弹性敏感元件
传感膜头 A/D转换器
温度 传感器
传感膜头内存 修正系数 膜头信号
电容 传感器
3051C型智能变送器原理图
电子线路板
微处理器 传感器线性化 重设量程 诊断 工程单位 通信
电子板内存 量程值 变送器组态信息
D/A 转换
4～20mA
数字
通信
手
操
器
本机量程和
零点调整
➢压力测量仪表的选用
•仪表种类和型号的选择
测量 p1 p2
P0
1
1
1
1
p
h1
h1
h
2
h2
2 h2
0
0
2
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。
➢弹性变形法
测量原理 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
测量原理
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 F CS
❖霍尔式压力表 霍尔片 + 弹簧管
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
➢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）
测量原理 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
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
工艺要求 现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信 号报警
介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性 现场环境 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性 •仪表量程的确定 化工自控设计技术规定 被测压力较稳定的情况，最大压力值应不超过满量程的2/3； 被测压力波动较大的情况，最大压力值应不超过满量程的1/2 被测压力的最小值也不应低于全量程的1/3
▪ 弹性后效。 弹性敏感元件的变形不仅随载荷变化，而且与时间有关。当 所加载荷改变时，不是立即完成相应变形，而是经一定时间间隔逐渐完 成变形，这一现象称为弹性后效。弹性后效的存在使得弹性敏感元件的 变形不能迅速随外力的改变而变化，造成测量误差，在动态测试时，这 种现象更加严重。
▪ 固有频率。 弹性敏感元件的固有频率决定其动态特性。一般来说，固有 频率越高，其动态特性越好。
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； 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。
➢电测压力法 ❖电容式测压原理
DDZ-Ⅱ型仪表为0～ 1D0DmZ-AⅢD型C 仪表为4～20mADC
➢压力检测仪表
❖智能差压（压力）变送器
在普通压力传感器上增加微处理器,其特点： 具有远程通讯的功能；依靠手操通信器，用户可在现场或控制 室设定变送器各种参数；使用维护方便，长期稳定工作，每5年 才需校检一次。
以3051C 为例： 组成：传感膜头：被测压力--- A/D转换----数字信号 电子线路板：对信号进行修正，线性化处理---D/A 转换-- 4～20mA信号
压力测量及仪表
颉永军
主要内容
➢压力检测方法 ❖液柱测压法
❖弹性变形法
❖电测压力法
➢压力检测仪表 ✓ 弹簧管压力表
✓ 霍尔式压力表
✓差压（压力）变送器
✓力平衡式压力变送器
✓微位移式变送器
✓智能差压（压力）变送器
➢压力的基本概念
垂直而均匀地作用在单位面积上的力
F S
式中 Ｐ——压力（Pa）
Ｆ——均匀垂直作用力（N） Ｓ——受力面积（m2）
➢电测压力法
❖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 Q x KPx Ax
受力面积
压电常数
作用在受力面积上的压力
➢压力检测仪表 霍尔式压力表属于电气式压力表。
❖霍尔式压力表 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。
▪ 常用的弹性敏感元件
弹性敏感元件的一般特性
▪ 弹性敏感元件的一般特性
▪ 柔度（灵敏度）
S
dx dF
▪ 刚度
K dF dx
弹性敏感元件的一般特性
▪ 弹性敏感元件的一般特性 ▪ 弹性滞后
弹性敏感元件的一般特性
▪ 弹性滞后。 弹性滞后是指弹性敏感元件在弹性变形范围内，加载、卸载 正反行程曲线不重合的现象，一般用最大变形滞后与最大载荷下的总变 形的百分比表示。产生弹性滞后的原因主要是由于弹性敏感元件在工作 时分子间存在内摩擦，这种滞后误差将会造成测量误差，因此必须选择 弹性滞后小的弹性敏感元件。
单位: 牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa”
1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa
➢压力的几种表示形式
被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度）
绝对压力
表压（正压） 真空度
大气压力线
绝对压力
绝对压力的零线
➢液柱测压法
测量原理
根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行
▪ 机械品质因数对于作周期振动的弹性敏感元件，由于阻尼的存在，每一
个振动周期都伴有能量消耗。机械品质因数定义为每个振动周期存储的
能量与由阻尼等消耗的能量之比：
Q
2
E S
E
C
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
➢电测压力法
测量原理
利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测
线性非均匀磁场
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。 VH K H IB
➢压力检测仪表
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压力检测及仪表培训讲义
2.4 压力计的选用及安装
1．测压点的选择
➢要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在 管路拐弯、分又、死角或其他易形成旋涡的地方
➢取压点与流动方向垂直，取压管内端面与生产设 备连接处的内壁保持平齐，不应有凸出物或毛刺
➢测量液体压力时，取压点应在管道的下部，使导 压管内不积存气体；测量气体压力时，取压点应 在管道上方，使导压管内不积存液体
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
根据国家标准取相邻大一级的系列值
2.4 压力计的选用及安装
3．仪表精度级的选取
仪表的精度主要是根据生产允许的最大测量误差来 确定，选择过高精度等级会造成不必要的浪费
在满足工艺要求的前提下，应尽可能选用精度较低 、价廉耐用的仪表 就地指示用弹性压力表，选用1.0、1.5或2.5级 压力变送器精度为0.2级～0.5级
第2章 压力检测及仪表
2.1 概述 2.2 弹性式压力计 2.3 电气式压力计
➢霍尔片式压力传感器 ➢压变片式压力传感器 ➢压阻式压力传感器 ➢力矩平衡式压力变送器 ➢电容式压力变送器
2.4 压力计的选用及安装
2.1 概述
压力是化工生产过程中重要的操作参数之一
➢高压聚乙烯
150MPa
➢合成氨
15Mpa或32Mpa
2.3 电气式压力计
2．工作过程
2.3 电气式压力计
第二节压力检测及仪表
此外，压力测量的意义还不局限于它自身，有 些其他参数的测量，如物位、流量等往往是通过测 量压力或差压来进行的，即测出了压力或差压，便 可确定物位或流量。
压力检测仪表的内容
一、压力单位及测压仪表 二、弹性式压力表 三、电气式压力表 四、压力变送器 五、压力表的选择与安装
一、压力单位及测压仪表
压力是指垂直作用在单位面积上的力
1. 去污：采用手 持砂轮工具除去构件 表面的油污、漆、锈
勇于开始，才能找到成功的路
斑等，并用细纱布交 叉打磨出细纹以增加 粘贴力 ，用浸有酒精 或丙酮的纱布片或脱 脂棉球擦洗。
2.贴片：在应
变片的表面和处理
过的粘贴表面上，
各涂一层均匀的粘
贴胶 ，用镊子将
应变片放上去，并
勇于开始，才能找到成功的路
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。
电气式压力计
霍尔式 应变片式 扩散硅式
力平衡式 电容式 智能式
另外还可用测量范围分类 压力表、微压计、真空表。 用精度等级分类 精密表、标准表、工业用表
用安装及指示特点分类 基地式（现场）压力表、远传 压力表、 指示型压力表、记录 型压力表等。
1、液柱式压力计
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。 结构形式：U型管压力计、单管压力计、斜管压力 计等。
压力检测仪表的内容
一、压力单位及测压仪表 二、弹性式压力表 三、电气式压力表 四、压力变送器 五、压力表的选择与安装
一、压力单位及测压仪表
压力是指垂直作用在单位面积上的力
1. 去污：采用手 持砂轮工具除去构件 表面的油污、漆、锈
勇于开始，才能找到成功的路
斑等，并用细纱布交 叉打磨出细纹以增加 粘贴力 ，用浸有酒精 或丙酮的纱布片或脱 脂棉球擦洗。
2.贴片：在应
变片的表面和处理
过的粘贴表面上，
各涂一层均匀的粘
贴胶 ，用镊子将
应变片放上去，并
勇于开始，才能找到成功的路
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。
电气式压力计
霍尔式 应变片式 扩散硅式
力平衡式 电容式 智能式
另外还可用测量范围分类 压力表、微压计、真空表。 用精度等级分类 精密表、标准表、工业用表
用安装及指示特点分类 基地式（现场）压力表、远传 压力表、 指示型压力表、记录 型压力表等。
1、液柱式压力计
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。 结构形式：U型管压力计、单管压力计、斜管压力 计等。
各类仪表校验操作流程及方法
各类仪表校验操作流程及方法一、压力表校验。
压力表可是咱常见的仪表呢。
校验压力表呀，得先找个标准的压力表来当参照。
把要校验的压力表和标准表都接到校验台上，这个校验台能给它们提供压力源哦。
慢慢地给系统加压，眼睛就盯着两个表的指针。
如果要校验的表指针走得不准，比如该指到1MPa的时候，它指到0.9MPa或者1.1MPa了，那就得调整。
有的压力表后面有个小螺丝，轻轻拧动这个螺丝就能让指针校准啦。
不过可别拧得太猛，就像给小猫咪顺毛，得慢慢来。
二、温度表校验。
温度表的校验也挺有趣的。
对于那种玻璃管的温度计，咱可以把它和标准温度计一起放到恒温水浴里。
这个恒温水浴就像个温暖的小泳池，能保持温度稳定。
看着温度计的示数，如果不准的话，对于那种可以微调刻度的温度计，就小心地调整一下刻度。
要是电子温度表，可能就需要用专门的校准仪器啦。
把校准仪器和温度表连接起来，按照仪器的提示操作，就像跟着导航走一样，让温度表的示数和标准值一致。
三、流量计校验。
流量计的校验有点复杂呢。
有一种方法是用标准容器法。
先找个标准的大容量容器，然后让流体通过流量计流进这个容器。
开始计时，等容器装满的时候，看看流量计显示的流量数值。
要是和根据容器容量和时间算出来的标准流量不一样，那就得对流量计进行调整。
有的流量计可以通过内部的程序设置来校准，就像给手机设置闹钟一样，要输入正确的数值才能让它准确工作。
四、电压表和电流表校验。
这两种表校验有点相似哦。
可以用标准的电压源或者电流源。
把电压表接到标准电压源上，电流表接到标准电流源上。
然后看表的示数。
如果电压表读数和标准电压源的输出电压不一样，或者电流表读数和标准电流源的输出电流不一样，对于指针式的表，可以调整表头的游丝或者磁路。
对于数字式的表，可能就需要通过内部的校准电路来调整啦，就像给机器人调整程序一样，让它能准确显示数值。
仪表校验就像是给这些仪表做个小体检，让它们能准确地工作，这样它们才能好好地为我们服务呢。
压力检测及仪表
3.2.5 压力检测仪表的选用和安装
选用＋安装
其它仪表也基本适用
——压力检测仪表的选用
三个方面——选用时应根据生产工艺 对压力检测的要求、被测介质 的特性、现场使用的环境等条 件本着节约的原则合理地考虑 仪表的量程、精度、类型（材 质）等。
⑴量程
仪表的量程是指该仪表可按规定的精确度对被测量进行测量的范围
1
2
P
3
(a)传感器 1－外壳 2－弹性筒 3－膜片
压阻式（扩散硅）压力差压变送器
因电阻率变化引起阻值变化称为压阻效应。半导体
材料的压阻效应比较明显。 用作压阻式传感器的基片材料主要为硅片和锗片， 由于单晶硅材料纯、功耗小、滞后和蠕变极小、机 械稳定性好，而且传感器的制造工艺和硅集成电路 工艺有很好的兼容性，以扩散硅压阻传感器作为检 测元件的压力检测仪表得到了广泛的使用。
上通常采用表压或者真空度来表示压力的大小，一般的压力检测仪表所指示的压力也是
表压或者真空度。
除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。
3.2.2 压力检测方法的分类
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： (1)液柱式压力检测 (2)弹性式压力检测 一般采用充有水或水银等液体的玻璃U形管或单管进行测量。 它是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移进 行测量的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。 (3)电气式压力检测 它是利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量进行测量的 仪表，如电阻、电荷量等。 (4)活塞式压力检测 它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞 面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。 活塞式压力计的测量精度较高，允许误差可以小到0.05％～ 0.02％，它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。
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。
压力检测及仪表PPT课件
压力检测及仪表
一、概述 在工业生产过程中，经常要对压力进行检测，如熔炼炉、
加热炉就要适当的控制炉膛压力及烟道压力，来获得良好的 热工效果。又如许多冶金物化反应，对反应空间的压力有一 定的要求，某些在常压下不能发生反应，需要高压或一定的 真空度下才能反应等等。另外，要测量某些流体的流量，也 是通过压力来测量的，如孔板流量计。因次，对压力的检测 是常见而非常重要的。
差动电容的活动极板
感压元件：弹性膜片（弹性稳定性好特殊合金制成，如合氏合金、蒙耐尔 合金等）可左右移动约0.1 mm的距离。
固定电极供极板
在弹性膜片左右有两个用玻璃绝缘体磨成的球形凹面，采用真空渡膜法 在该表面镀上一层金属薄膜，作为差动电容的固定极板。
弹性膜片位于两固定极板的中央，它与固定极板构成两个测压室，压室填
UH RHIB
式中：RH—霍尔常数（视霍尔片材料、结构而定）
3
2）霍尔压力传感器 基本结构（如图）
a）压力—位移转换部分 霍尔片、弹簧管组成
b）位移—电势转换部分 霍尔片、磁钢及引出线
c）稳压电源
4
5
二．压电式压力传感器
利用压电材料（功能材料）的压电效应做成的传感器
1）压电效应
压电材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时发生变性，并在其表面上产生 电荷，去掉力时，又回到原不带电的状态。在蛋形范围内，电荷为：
10
2、压阻式压力传感器的结构
单晶硅平膜片的扩散电阻通常做成桥式测量电路，相对的桥臂电阻对 称布量，电阻变化时，电桥输出电压与膜片所受压力成对应关系。
平膜片在圆形硅杯的底部，硅杯内外两侧分别感受被测压力与参考压 力，压差使膜片变形，膜片上的两对电阻的阻值发生变化。
温度效应的影响，一般还可在膜片上沿对压力不敏感的晶向生成一个 电阻，这个电阻只感受温度 变化，可接人桥路作为温度补偿电阻．以提 高测量精度。
一、概述 在工业生产过程中，经常要对压力进行检测，如熔炼炉、
加热炉就要适当的控制炉膛压力及烟道压力，来获得良好的 热工效果。又如许多冶金物化反应，对反应空间的压力有一 定的要求，某些在常压下不能发生反应，需要高压或一定的 真空度下才能反应等等。另外，要测量某些流体的流量，也 是通过压力来测量的，如孔板流量计。因次，对压力的检测 是常见而非常重要的。
差动电容的活动极板
感压元件：弹性膜片（弹性稳定性好特殊合金制成，如合氏合金、蒙耐尔 合金等）可左右移动约0.1 mm的距离。
固定电极供极板
在弹性膜片左右有两个用玻璃绝缘体磨成的球形凹面，采用真空渡膜法 在该表面镀上一层金属薄膜，作为差动电容的固定极板。
弹性膜片位于两固定极板的中央，它与固定极板构成两个测压室，压室填
UH RHIB
式中：RH—霍尔常数（视霍尔片材料、结构而定）
3
2）霍尔压力传感器 基本结构（如图）
a）压力—位移转换部分 霍尔片、弹簧管组成
b）位移—电势转换部分 霍尔片、磁钢及引出线
c）稳压电源
4
5
二．压电式压力传感器
利用压电材料（功能材料）的压电效应做成的传感器
1）压电效应
压电材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时发生变性，并在其表面上产生 电荷，去掉力时，又回到原不带电的状态。在蛋形范围内，电荷为：
10
2、压阻式压力传感器的结构
单晶硅平膜片的扩散电阻通常做成桥式测量电路，相对的桥臂电阻对 称布量，电阻变化时，电桥输出电压与膜片所受压力成对应关系。
平膜片在圆形硅杯的底部，硅杯内外两侧分别感受被测压力与参考压 力，压差使膜片变形，膜片上的两对电阻的阻值发生变化。
温度效应的影响，一般还可在膜片上沿对压力不敏感的晶向生成一个 电阻，这个电阻只感受温度 变化，可接人桥路作为温度补偿电阻．以提 高测量精度。
辽宁石油化工大学化工自动化及仪表第6章 压力检测及仪表讲解
等。图6-8为电位器式电远传弹性压力计结构原理。在弹性元件
的自由端处安装滑线电位器，滑线电位器的滑动触点与自由端
连接并随之移动，自由端的位移就转换为电位器的电信号输出
。
(四）压力传感器 能够检测压力值并提供远传信号的装置统称为压力传感器。 1．应变式压力传感器
应变片式压力传感器利用电阻应变原理构成。电阻应变片有金 属和半导体应变片两类，被测压力使应变片产生应变。当应变 片产生压缩（拉伸）应变时，其阻值减小（增加），再通过桥 式电路获得相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他记录仪 表显示出被测压力，从而组成应变片式压力计。
递到中心感压膜片，中心感压膜片产生位移，使可动
电极和左右两个固定电极之间的间距不再相等，形成
差动电容。
差动电容的相对变化值与差压Δp呈线性对应关系，并与
腔内硅油的介电常数无关，从原理上消除了介电常数的 变化给测量带来的误差。 4．振频式压力传感器 振频式压力传感器利用感压元件本身的谐振频率与压力 的关系，通过测量频率信号的变化来检测压力。 5．压电式压力传感器 压电式压力传感器是利用压电材料的压电效应将被测压 力转换成电信号的。它是动态压力检测中常用的传感器 ，不适宜测量缓慢变化的压力和静态压力。
上，这时的力平衡关系为： pA W W0
p
1 (W A
W0
)
(6-6) (6-7)
(三）弹性式压力计
定义 弹性式压力检测是用弹性元件作为压力敏感元件把 压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。
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。
4．弹性测压计信号的远传方式
压力检测方法与仪表
D/A 转换
数字 通信
本机量程和 零点调整
手操器
4～20mA
压力检测措施及仪表
➢压力测量仪表旳选用
•仪表种类和型号旳选择
工艺要求 现场指示、远传指示、自动统计、自动调整或信号报警 介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性 现场环境 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性
仪表量程旳拟定 化工自控设计技术规定 被测压力较稳定旳情况，最大压力值应不超过满量程旳
F1
θ
θ
8
F2
F2
l1 l2
APitg
M
副杠杆平衡： F2l3 F0l0 Ff L f
12
l2
lf Ff l0
Ff K f I0
14
5
F0
4
H
l1
Fi
I0
l1l3 Atg P l0
l2l f K f
lf Kf
F0
压力检测措施及仪表
➢压力检测仪表
❖微位移式变送器 （1）测量部分
P1
填充液（硅油）
d——两平行板之间旳距离，m C——电容量，F
压力检测措施及仪表
➢电测压力法
❖压电式测压原理 根据“压电效应”把被测压力变换为电信号旳。
（a）单晶体
（b）剖面图
（c）X截割旳石英片
电荷数
Qx KPx Ax
受力面积
压电常数
作用在受力面积上旳压力
压力检测措施及仪表
➢电测压力法
❖应变片式测压原理
构成
敏感栅 直径为0.025mm左右旳合金电阻
丝
基 底 绝缘
5
覆盖层 保护
位移、力、力矩、 加速度、压力
弹性敏 感元件
《压力检测及仪表》课件
调整零点、量程，检查传感器是否损坏
压力仪表无法通讯
检查通讯线路、接口是否正常，协议是否匹 配
CHAPTER
05
新型压力检测技术及发展趋势
新型压力检测技术的特点与应用
特点
高精度、快速响应、低成本、智能化
应用领域
工业自动化、航空航天、医疗设备、科研实验等
新型压力检测技术的发展趋势与展望
发展趋势
集成化、微型化、网络化、智能化
压力检测是利用各种传感器和测 量仪表来测量气体或液体的压力
，以了解其压力状态的过程。
压力检测在工业生产、航空航天 、医疗等领域具有重要意义，是 保证设备和系统安全、稳定运行
的关键。
压力检测的原理与分类
01
总结词：压力检测的原理与分类
02
压力检测的原理主要是基于压力传感器的物理效应，如压阻效
应、压电效应等。
《压力检测及仪表》 PPT课件
CONTENTS
目录
• 压力检测技术概述 • 压力仪表的种类与特点 • 压力检测系统的设计与应用 • 压力仪表的校准与维护 • 新型压力检测技术及发展趋势 • 压力检测及仪表行业的发展前景
CHAPTER
01
压力检测技术概述
压力检测的定义与重要性
总结词：压力检测的定义与重要 性
电容式压力传感器
利用电容效应，将压力转换为 电容量变化，再通过电子测量 电路转换为电压或电流信号输 出。
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，再 通过测量电路转换为电压或电
流信号输出。
压力仪表的特点与应用
弹簧管压力表
膜片压力表
结构简单、价格低廉、使用方便，适用于 一般工业气体、液体和蒸汽的压力检测。
压力仪表无法通讯
检查通讯线路、接口是否正常，协议是否匹 配
CHAPTER
05
新型压力检测技术及发展趋势
新型压力检测技术的特点与应用
特点
高精度、快速响应、低成本、智能化
应用领域
工业自动化、航空航天、医疗设备、科研实验等
新型压力检测技术的发展趋势与展望
发展趋势
集成化、微型化、网络化、智能化
压力检测是利用各种传感器和测 量仪表来测量气体或液体的压力
，以了解其压力状态的过程。
压力检测在工业生产、航空航天 、医疗等领域具有重要意义，是 保证设备和系统安全、稳定运行
的关键。
压力检测的原理与分类
01
总结词：压力检测的原理与分类
02
压力检测的原理主要是基于压力传感器的物理效应，如压阻效
应、压电效应等。
《压力检测及仪表》 PPT课件
CONTENTS
目录
• 压力检测技术概述 • 压力仪表的种类与特点 • 压力检测系统的设计与应用 • 压力仪表的校准与维护 • 新型压力检测技术及发展趋势 • 压力检测及仪表行业的发展前景
CHAPTER
01
压力检测技术概述
压力检测的定义与重要性
总结词：压力检测的定义与重要 性
电容式压力传感器
利用电容效应，将压力转换为 电容量变化，再通过电子测量 电路转换为电压或电流信号输 出。
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，再 通过测量电路转换为电压或电
流信号输出。
压力仪表的特点与应用
弹簧管压力表
膜片压力表
结构简单、价格低廉、使用方便，适用于 一般工业气体、液体和蒸汽的压力检测。
第5章 压力检测仪表.
膜片压力表的工作原理与膜盒压力表相近，测量准确 度也差不多，但膜片压力表的可测压力范围较宽，最高可 达2.5MPa。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
膜盒压力表
膜片压力表
28
四、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，但在仪表中增加了转换元件（或 装置）和转换电路能将弹性元件的位移转 换为电信号输出，实现信号的远传。
高压侧进气 口
电容式差压变送器
内部不锈钢膜片的位置
40
41
各种电容式差压变送器外形
42
各种电容式差压变送器外形（续）
法兰
43
各种电容式压力变送器外形（续）
44
电容式差压变送器
电容式压力/差压变送器
45
PH
PL
动画演示
电容式差压传感器结构
46
其它电远传式压力检测仪表
霍尔压力传感器 它主要由弹簧管、霍尔元件和磁极组成
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.
48
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。
10.00
14.22
0.9807
1.0133×105 1.3332×102
1.0332 1.3595×103