第3章 压力测量

49,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,/,*,*,第三章 压力测量,第一节 压力测量概述,第二节 液柱式压力计,第三节 弹性式压力计,第四节 电气式压力计,第五节 压力仪表的选择与校验,一、,压力,(,压强,),的,概念,定义,：气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。,单位：帕斯卡,/Pa,第一节 压力测量概述,单位,帕斯卡,/Pa,标准大气压,/atm,毫米汞柱,/mmHg,毫米水柱,/mmH,2,O,工程大气压,/kgf cm,-2,巴,/bar,磅,/,寸,2,/Psi,帕斯卡,/Pa,1,9.8710,-6,7.510,-3,0.1,1.0210,-5,10,-5,1.4510,-4,标准大气压,/atm,1.0110,5,1,760,1.0310,4,1.03,1.03,14.71,毫米汞柱,/mmHg,1.3310,2,1.3210,-3,1,13.60,1.3610,-3,1.3310,-3,1.9310,-2,毫米水柱,/mmH,2,O,9.9,0.9710,-4,7.3610,-2,1,110,-4,9.8010,-5,1.4210,-3,工程大气压,/kgf cm,-2,9.8110,4,0.97,736,104,1,0.98,14.22,巴,/bar,10,5,0.99,750,1.0210,4,1.02,1,14.5,磅,/,寸,2,/Psi,6.910,2,6.810,-2,51.72,7.0410,2,7.0310,-2,6.910,-2,1,表,1-1,常用压力换算表,第一节 压力测量概述,二、压力的表示方法,绝对压力：,P,J,大气压力：,P,D,表 压 力：,P,B,真 空 度：,P,Z,第一节 压力测量概述,三、压力的检测方法,弹性力平衡法：,重力平衡,法,：,机械力平衡法：,物性测量法：,第一节 压力测量概述,四、压力测量仪表的分类,液柱式,：,根据流体静力学原理,机械式,：,根据弹性元件受力变形的原理,电气式,：,依据电量的大小,活塞式：,根据水压机液体传送压力的原理,第一节 压力测量概述,第三章 压力测量,第一节 压力测量概述,第二节 液柱式压力计,第三节 弹性式压力计,第四节 电气式压力计,第五节 压力仪表的选择与校验,原理,：,根据流体静力学原理,优点：,结构简单，使用方便,，价格低廉。,缺点,：,量程受液柱高度的限制，体积大，玻璃管容易损坏及读数不,方便，精度较低。,第二节 液柱式压力计,采用水银或水为工作液，用,U,形管或单管进行测量，常用于低压、负压或压力差的检测,被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风道各段压力、通风空调系统各段压力的测量,第二节 液柱式压力计,一、,U,型管压力计,第二节 液柱式压力计,二、单管压力计,第二节 液柱式压力计,三、斜管压力计,第二节 液柱式压力计,第三章 压力测量,第一节 压力测量概述,第二节 液柱式压力计,第三节 弹性式压力计,第四节 电气式压力计,第五节 压力仪表的选择与校验,原理,：,利用弹性元件受力产生弹性变形。,特点：,测量范围宽，结构简单，价格便宜，使用方便。,第三节 弹性式压力计,第三节 弹性式压力计,弹性压力计组成框图,第三节 弹性式压力计,第三节 弹性式压力计,1.,膜片,按剖面形状分为平膜片和波纹膜片,常用材料,可与其他转换元件合用,电容式压力传感器,光纤式压力传感器,力矩平衡式压力变送器,第三节 弹性式压力计,2.,波纹管,优点,：灵敏高，可测较低压力,缺点,：测量范围窄，迟滞误差较大，精度一般只有,1.5,级,第三节 弹性式压力计,3.,弹簧管,截面为非圆形（椭圆形或扁圆形），并弯成圆弧状的空心管子,一端为封闭（自由端），一端为开口（固定端）,第三节 弹性式压力计,（,1,）弹簧管压力表,结构简单，使用方便，价格低廉，使用范围广，测量范围宽,可测负压、微压、低压、中压和高压,精度有,0.5,、,1.0,、,1.5,、,2.5,等,第三章 压力测量,第一节 压力测量概述,第二节 液柱式压力计,第三节 弹性式压力计,第四节 电气式压力计,第五节 压力仪表的选择与校验,第四节 电气式压力计,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。,能实现压力电量转换的压敏元件主要有压电材料、应变片和压阻元件。,第四节 电气式压力计,1.,压电式压力传感器,压电效应原理,：压电材料受压时会在其表面产生电荷，其电荷量与所受的压力成正比。,压电材料,：单晶体、多晶体,特点,：结构简单、紧凑，小巧轻便，工作可靠，线性度好，频率响应高，量程范围广,第四节 电气式压力计,第四节 电气式压力计,2.,应变式压力传感器,应变片,是基于应变效应工作的一种压力敏感元件，当应变片受外力作用产生形变时，应变片的电阻值也将发生相应变化。,应变式压力传感器,是由弹性元件、应变片以及相应的桥路组成的。,第四节 电气式压力计,(a),丝式应变片,(b),箔式应变片,图,6,2,应变电阻片的结构,第四节 电气式压力计,压缩,拉伸,第四节 电气式压力计,1),工作原理,上述任何一个参数变化均会引起电阻变化,.,金属应变片的电阻,R,为,第四节 电气式压力计,金属应变计,第四节 电气式压力计,3),应变片测量电路,V,E,R1,R2,R3,R4,第四节 电气式压力计,令：,第四节 电气式压力计,3.,压阻式压力传感器,压阻元件,是基于压阻效应工作的一种压力敏感元件，它指在半导体材料的基片上用基成电路工艺制成的扩散电阻，当它受外力作用时，其阻值由于电阻率的变化而改变。,扩散电阻正常工作需依附弹性元件，常用的是单晶体硅膜片。,第四节 电气式压力计,第四节 电气式压力计,优点,：体积小，结构简单，能直接反映微小的压力变化，动态响应好,缺点,：敏感元件易受温度的影响，从而影响压阻系数的大小,第四节 电气式压力计,电容式压力传感器,电容式压力变送器是通过弹性膜片的位移引起电容量的变化从而测出压力,(,或差压,),的。,电容变换器有变间隙式、变面积式和变介电常数式三种，电容式压力（差压）变送器常采用变间隙式。,第四节 电气式压力计,变换原理,:,将被测量的变化转化为电容量变化,两平行极板组成的电容器,它的电容量为,:,+,+,+,A,、,A,或,发生变化时，都会引起电容量的变化。,第四节 电气式压力计,面积变化型,角位移型,+,+,+,第四节 电气式压力计,平面线位移型,第四节 电气式压力计,柱面线位移型,.,第四节 电气式压力计,特点,压差,P,与,C,成正比例，将电容的变化经过适当的转换电路，可将差动电容的变化量转换成标准的,420mADC,输出信号。,这种传感器结构坚实，稳定可靠，灵敏度高；精度高，其精确度可达,0.25,0.05,。,量程可调，量程范围宽，由,0,1270Pa,到,0,42MPa,；过载能力强，应用广泛，尤其适用测高静压下的微小压差变化。,第三章 压力测量,第一节 压力测量概述,第二节 液柱式压力计,第三节 弹性式压力计,第四节 电气式压力计,第五节 压力仪表的选择与校验,一、压力检测仪表的选择,1.,仪表量程的选择,被测压力较稳定：最大工作压力不应超过仪表满量程的,3/4,被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不应超过仪表满量程的,2/3,为保证测量准确度：最小工作压力不应低于满量程的,1/3,优先满足最大工作压力条件,第五节 压力计选择与校验,2.,仪表精度的选择,压力检测仪表的精度主要根据生产允许的最大误差来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。,第五节 压力计选择与校验,3.,仪表类型的选择,从被测介质压力大小来考虑,被测介质的性质,对仪表输出信号的要求,使用的环境,第五节 压力计选择与校验,校验,就是将被校验压力表和标准压力表通以相同压力，比较它们的指示数值，如果被校表对于标准表的读数误差，不大于被校表规定的最大准许绝对误差时，则认为被校表合格。,常用的校验仪器,是活塞式压力计，它由压力发生部分和测量部分组成，它的精度等级有,0.02,、,0.05,和,0.2,级，可用来校准,0.25,级精密压力表，也可校准各种工业用压力表，被校压力的最高值为,60MPa,。,二、压力仪表的校验,第五节 压力计选择与校验,压力发生部分,测量部分,第五节 压力计选择与校验,1.,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,三、压力表的安装,第五节 压力计选择与校验,2.,导压管的铺设,导压管是传递压力、压差信号的。,第五节 压力计选择与校验,3.,压力、压差计的安装,第五节 压力计选择与校验,