第二章压力检测工作和仪表
化工自动化及仪表电子教案过程参数的检测与仪表

第二章过程参数的检测与仪表教学要求:掌握检测仪表的基本性能指标(精度等级、变差、灵敏度等)掌握压力的检测方法(液柱测压法、弹性变形法、电测压法)学会正确选用压力计掌握应用静压原理测量液位和差压变送器测量液位时的零点迁移差压式流量计测量原理,常用节流元件,转子流量计结构、测量原理掌握容积式流量计(腰轮流量计)结构、工作原理、使用场合掌握应用热电效应测温原理掌握补偿导线的选用掌握冷端温度补偿的四种方法;了解热电偶结构,分类重点:弹性变形法、电测压法压力计选用应用差压变送器测量液位的零点迁移问题补偿导线的选用和冷端温度补偿难点:确定精度等级,压电式测量原理应用差压变送器测量液位的零点迁移问题第三导体定理电桥补偿法§2.1 概述一、检测过程及误差1.检测过程检测过程的实质在于被测参数都要经过能量形式的一次或多次转换,最后得到便于测量的信号形式,然后与相应的测量单位进行比较,由指针位移或数字形式显示出来。
检测误差误差-------测量值和真实值之间的差值误差产生的原因:选用的仪表精确度有限,实验手段不够完善、环境中存在各种干扰因素,以及检测技术水平的限制等原因,根据误差的性质及产生的原因,误差分为三类。
(1)系统误差------------在同一测量条件下,对同一被测参数进行多次重复测量时,误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化特点:有一定规律的,一般可通过实验或分析的方法找出其规律和影响因素,引入相应的校正补偿措施,便可以消除或大大减小。
误差产生的原因:系统误差主要是由于检测仪表本身的不完善、检测中使用仪表的方法不正确以及测量者固有的不良习惯等引起的。
(2)疏忽误差------------明显地歪曲测量结果的误差,又称粗差,特点:无任何规律可循。
误差产生的原因:引起的原因主要是由于操作者的粗心(如读错、算错数据等)、不正确操作、实验条件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆忙测试等原因所造成的。
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

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。
自动化仪表检测培训课件PPT课件

这是仪表基本误差的主要形式,可以比较确切地反映仪表 的测量精度,又称为仪表的基本误差
6
第一节 检测仪表的性能指标
3、精确度及其等级
仪表精确度俗称精度,又称准确度。精确度和误差可以说是孪生兄 弟,因为有误差的存在,才有精确度这个概念。仪表精确度简言之就 是仪表测量值接近真值的准确程度,一般用允许引用误差作为确定精 度的尺寸。
b
c
a 表示系统误差大而随机误差小,即精密度高而正确度低;
b 表示系统误差小而随机误差大,即精密度低而正确度 高;
c 表示系统误差和随机误差都小,精密度合正确度都高, 这是我们最希望得到的结果。
11
ห้องสมุดไป่ตู้
第一节 检测仪表的性能指标
4、回差(又称变差)
h
(
x正 x反)max
100%
L
造成回差的原因:
传动机构的间隙 运动部件的磨擦
8
第一节 检测仪表的性能指标
精确度反应仪表(传感元件)测量结果与真值的接近程度。 它与误差的大小相对应,误差小则精度高,反之则低。精度 又分为精密度、正确度和准确度。
精正准密确度表示多次重复测量中,传感器测得的值值的与彼算真此术值之平的间均一 的值致重与的复真程性值度或的。分 接 它散 近 反性 程 映大 度 随小 。 机的 它 误程 反 差度 映 和。 系它 统反 误映 差随 的机大综误小合差,大的系小大统,小误只 ,差有随愈当机小随机误,误差测差越 得和小 值系, 的统测 算误得 术差的 平都值 均小就 值时越 就,密 愈准集 接确, 近度重 真才复值高性,。越正准好确确,度度精愈也 密高简度。称越精高度。
第一节 检测仪表的性能指标
8、稳定性
在规定工作条件内,仪表某些性能随时间保持不变的能力称为稳 定性。
化工仪表及教材自动化答案--7---压力检测及仪表

工艺允许误差:
0.8 ×100% = 2% 40
所以选择测量范围为0 ~ 40 Mpa,精度等级为1.5级的
YX-150型电接点压力表。
回顾
1.液柱式压力计的原理 2.弹性式压力计、电接点信号压力表的原理★ 3.霍尔片式压力传感器的原理 4.应变片式压力传感器的原理★ 5.压阻式压力传感器的原理★ 6.力矩平衡式压力变送器的原理★ 7.电容式压力变送器的原理 8.压力计的选择(类型、测量范围上下限、精度等 级) ★
(1)结构 (2)差动变压器 (3)原理
4.力矩平衡式压力变送器
(1)结构:具有杠杆传动 机构,尺寸较大。
• 0.5级,输出 4~20mADC,两线制
• 右图是DDZ-Ⅲ型电动力 矩平衡压力变送器示意图。
4.力矩平衡式压力变送器
(1)结构:
• 1—测量膜片 • 2-轴封膜片 • 3-主杠杆 • 4-矢量机构 • 5-量程调整螺钉 • 6-连杆 • 7-副杠杆 • 8-检测片(衔铁) • 9-差动变压器 • 10-反馈动圈 • 11-放大器 • 12-调零弹簧 • 13-永久磁钢
4.力矩平衡式压力变送器
(3)工作原理:按力矩平衡原理工 作。采用反馈力平衡的原理,反馈 力的平衡方式可以是弹性力平衡或 电磁力平衡等。
4.力矩平衡式压力变送器
(3)工作原理:按力矩平衡原理工作。
p
Fi
F1
F2 位 移 Δx
U
I0=4~2 0 m A
测 量 膜 片 主 杠 杆 矢 量 机 构 副 杠 杆 差 动 变 压 器 检 测 放 大 器 (显 示 )
位 移 动静极板
Δd
差动电容
大电路
4~2 0 m A D C
5.电容式压力变送器
第二章过程参数的检测方法与仪表_PPT课件

允测量 仪范 表围 允上 许 测限 的 量值 最 范 差 大 围绝 下 1对 限 0% 0误 值
第一节 概述(续)
第节 物位检测方法及仪表
一、物位检测的主要方法及分类 1. 直读式物位仪表 采用侧壁开窗口或旁通管方式, 直接显示容器中物位的高度。方法可靠、准确,但是 只能就地指示。主要用于液位检测和压力较低的场合。 2. 静压式物位仪表 基于流体静力学原理,适用于液 位检测。容器内的液面高度与液柱重量所形成的静压 力成比例关系,当被测介质密度不变时,通过测量参 考点的压力可测知液位。这类仪表有压力式、吹气式 和差压式等型式。
第三节 物位检测方法及仪表(续)
5. 核辐射式物位仪表 利用核辐射透过物料时,其强 度随物质层的厚度而变化的原理而工作的,目前应用 较多的是 射线。 6. 声波式物位仪表 由于物位的变化引起声阻抗的变 化、声波的遮断和声波反射距离的不同,测出这些变 化就可测知物位。 7. 光学式物位仪表 利用物位对光波的遮断和反射原 理工作,它利用的光源可以有普通白炽灯光或激光等。
4. 电气式压力计:电气式压力计是一种能将压力转换成 电信号进行传输及显示的仪表。
第二节 压力检测方法及仪表(续)
四、压力计的选用 1.仪表类型的选用 仪表类型的选用必须满足工艺生 产的要求。 2. 仪表测量范围的确定 仪表的测量范围是指该仪表 可按规定的精确度对被测量进行测量的范围,它是 根据操作中需要测量的参数的大小来确定。 3. 仪表精度级的选取 仪表精度是根据工艺生产上所 允许的最大测量误差来确定的。
第二章压力

l1 F2 = A ∆ P i tg θ l2
l2
14 5
Ff = K f I0
4
F0
H l1 Fi
l1l3 Atg θ l0 I0 = ∆Pi + F0 l2l f K f lf K f
压力检测方法及仪表
压力检测仪表
微位移式变送器( 微位移式变送器(自学) (1)测量部分 测量部分
压力检测仪表
智能差压(压力) 自学) 智能差压(压力)变送器 (自学)
在普通压力传感器上增加微处理器 特点: 特点:具有远程通讯的功能 依靠手操通信器, 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, 年才需校检一次。 长期稳定工作,每5年才需校检一次。 为例: 以3051C 为例: 组成:传感膜头:被测压力--转换----数字信号 组成:传感膜头:被测压力 A/D转换 数字信号 转换 电子线路板:对信号进行修正,线性化处理---D/A转换 转换电子线路板:对信号进行修正,线性化处理 转换 - 4~20mA信号 ~ 信号
压力检测方法及仪表
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 将被测压力转换成弹性元件变形的位移 弹性元件
P
P
弹簧管式弹性元件 膜片式弹性元件
压力检测方法及仪表
弹 性 元 件 结 构 和 特 点
压力检测方法及仪表
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, 位移,即
【播放动画】 播放动画】
压力检测方法及仪表
压力检测仪表
F3 l4 l3 F1
8 θ
主杠杆
Mi = Fi l1 = F1l2
Fi = A∆Pi
化工仪表检测技术第2章压力检测

第二节
弹性式压力计
定义
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。 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。
优点
11
第二节 弹性式压力计
2
概述
在化工生产中, 压力是指由气体或液体均匀垂直地 作用于单位面积上的力。
在工业生产过程中,压力往往是重要的操作参数之一。 压力的检测与控制,对保证生产过程正常进行,达到 高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。
3
第一节
压力单位及测压仪表
一. 压力的单位及压力的表示方法
F S 式中,p表示压力;F表示垂直作用力;S表示受力面积。 p
23
第四节 智能式变送器
③具有温度、静压的自动补偿功能,在检测温度时,可 对非线性进行自动校正。
④具有数字、模拟两种输出方式,能够实现双向数据通 讯,可以与现场总线网络和上位计算机相连。 ⑤可以进行远程通讯,通过现场通讯器,使变送器具有 自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功 能,简化了调整、校准与维护过程,使维护和使用都 十分方便。
8
第一节 压力单位及测压仪表
2.弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。
弹簧管压力计
x x 波纹管压力计 x
膜式压力计
p
x
3.电气式压力计
p 平薄膜 p p 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量(如 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管 p x
电压、电流、频率等)来进行测量的仪表。 电容式 电阻式 电感式
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
B′
O r
R
B
A
p
弹簧管压力表
刻度盘 游丝
中心齿轮 弹管、盘簧管 第二章压力检测工作和仪表
拉杆 调整螺钉
(二)波纹管差压计
波纹管的特点是灵敏度高(特别是在低 压),但是迟滞误差较大,波纹管压力表的测 量范围较小,一般为0~0.4MPa,仪表的准 确度等级为1.5~2.5级。
(一)霍尔效应
把半导体单晶薄片(霍尔片)置于磁场B中,
当在晶片的y轴方向上通以一定大小的电流I时,
在晶片的x轴方向的两个端面上将出现电势,
这种现象称霍尔效应,所产生的电势称为霍尔
电势UH。 刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
霍尔电势UH与电流I以及磁场强度B的关系 如下:
UH=RHIB 式中,RH为霍尔系数,与霍尔片材料、结构尺 寸有关。改变磁场强度B或电流I都可使UH发生 变化。
133.3 1.316×10-3
1
13.595
毫米水柱 (mmH2O)
千克力/厘米2 (工程大气压)
(kgf/cm2)
9.807 98066.5
0.968×10-4 0.968
7.36×10-2 735.56
1 1.000×104
巴 (bar)
105
0.987
750.062
1.020×104
刘玉长 磅/寸2 (Psi)
(2) 重力平衡方法:
利用一定高度的工作液体产生的重力或砝码的重量与 被测压力相平衡的原理。
(3) 机械力平衡方法:
将被测压力经变换元件转移成一个集中力,用外力与 之平衡,通过测得平衡时的外力来得到被测压力。
(4)物性测量方法:
基于敏感元件在压力的作用下某些物理特性发生与压
力成确定关系变化的原理。
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
第二节 弹性式压力计
用弹性传感器(又称弹性元件)组成的压力测 量仪表称为弹性式压力计。
1.弹性元件受压后产生的形变输出(力或位移), 可以通过传动机构直接带动指针指示压力(或压 差),
2.也可以通过某种电气元件组成变送器,实现压 力(或压差)信号的远传。
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
刘玉长
霍尔效应原理 第二章压力检测工作和仪表
(二)霍尔式压力传感器
它由压力-位移转换部分、位移-电势转换部分和稳 压电源等三部分组成。
刘玉长
霍尔片式压力传感器结构原理图 1-弹簧第管二章;压力2检-测磁工作钢和仪;表 3-霍尔片
二、电容式压力传感器
电容式压力传感器是通过弹性膜片位移引起电容量 的变化从而测出压力(或差压)的。平行极板电容器的电 容量C与极板间介质的介电常数ε 、极板面积S以及极板 间距d的关系为:
刘玉长
波纹管
双波纹管差压表
第二章压力检测工作和仪表
(三)膜盒压力表
膜盒压力表主要用于测量较低压力或负压的气体 压力,压力测量范围为-20~40kPa,仪表的准确度等 级一般为1.5~2.5级。
金属膜片
刘玉长
膜盒压力表
第二章压力检测工作和仪表
膜片压力表
第三节 压力(差压)传感器
压力传感器结构型式多种多样,常见的 型式有压电式、压阻式、应变式、电感式、 电容式、霍尔式及振弦式等。
14.223 14.504
1
二、压力的表示方法
压力有三种表示方法,即绝对压力、表压 力、负压力或真空度,它们的关系如下图所示。
P绝对压力
P表压 P真空度 P绝对压力
大气压力线 绝对压力的零线
刘玉长
绝对压力、表压、负压(真空度)的关系
第二章压力检测工作和仪表
三、压力检测方法
(1) 弹性力平衡法:
利用弹性元件受压力作用发生弹性形变而产生的弹性 力与被测压力相平衡的原理。
689.5
6.805×10-2
51.715
703.072
第二章压力检测工作和仪表
1.033 1.360×10-3 1.000×10-4
1 1.020 7.031×10-2
1.013 1.333×10-3 9.807×10-5
0.981 1
6.895×10-2
14.696 1.934×10-2 1.422×10-3
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
表1 常用压力换算表
单位
Pa
atm
mmHg mmH2O kgf/cm2
bar
Psi
帕斯卡(Pa)
1
9.869×10-6 7.501×10-3
0.102
1.02×10-5
10-5
1.450×10-4
标准大气压 (atm)
101325
1
760
1.033×104
毫米汞柱 (mmHg)
一、 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x,即
x=pA/C——虎克定律
式中,p—为压力,Pa; A—承受压力的有效面积,m2; C—弹性元件的刚度系数。
当弹性元件材料、尺寸等确定后,则弹性 元件产生拉伸或压缩位移x与被测压力p成正比, 这就是弹性式压力表的测量原理。
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
二、弹性元件结构和特点
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
三、弹性式压力计
(一)弹簧管压力计
弹簧管压力表在 弹性式压力表中更是 历史悠久,应用广泛。 2a 弹簧管压力表中压力 2b 敏感元件是弹簧管。 弹簧管的横截面呈非 圆形(椭圆形或扁形), 弯成圆弧形的空心管 子,如图所示。
电气式压力检测方法一般是用压力敏感 元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量 的变化。能实现这种压力-电量转换的压敏元 件有:压电材料、应变片和压阻元件。
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
一、霍尔压力传感器
霍尔压力传感器属于位移式压力(差压)传 感器。它是利用霍尔效应,把压力作用所产生 的弹性元件的位移转变成电势信号,实现压力 信号的远传。
第二章 压力检测与仪表
压力(真空度)是工业生产过程中一种常
见而又重要的检测参数。
压力检测的意义:1.正确的检测和控制压力
是保证工业生产过程良好地运行,达到高产、
优质、低耗及安全生产的重要环节。
2.此外,生产过程的一些其它参数,如物
位、流量等也可以通过测量压力或差压的测
量而获得。 刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
第一节 概述 第二节 弹性式压力计 第三节 压力(差压)传感器 第四节 真空计 第五节 压力检测仪表的选用
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
第一节 概 述
一、压力定义与单位
垂直作用在单位面积上的力称压力。 在国际单位制(SI)和我国法定计量单位中, 压力的单位是“帕斯卡”,简称“帕”,符号为 “Pa”。 由于历史原因,其它一些压力单位还在 使用,表1给出了各种压力单位之间的换算关 系。