化工儀表及自動化第3章概述、壓力檢測儀表課件

1、化工儀表及自動化化工儀表及自動化第三章第三章 檢測儀表與傳感器檢測儀表與傳感器 2內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 概述概述n測量過程與測量誤差測量過程與測量誤差n儀表的性能指標(biāo)儀表的性能指標(biāo)n工業(yè)儀表的分類工業(yè)儀表的分類n 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n壓力單位及測壓儀表壓力單位及測壓儀表n彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)n電氣式壓力計(jì)電氣式壓力計(jì)n智能型壓力變送器智能型壓力變送器n壓力計(jì)的選用及安裝壓力計(jì)的選用及安裝3內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 流量檢測及儀表流量檢測及儀表n概述概述n差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)n轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)n橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)n渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)n電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)n漩渦流量計(jì)漩渦

2、流量計(jì)n質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)4內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 物位檢測及儀表物位檢測及儀表n概述概述n差壓式液位變速器差壓式液位變速器n電容式物位傳感器電容式物位傳感器n核輻射物位計(jì)核輻射物位計(jì)n稱重式液罐計(jì)量儀稱重式液罐計(jì)量儀n 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表n溫度檢測方法溫度檢測方法n熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)n熱電阻溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)n電動溫度變送器電動溫度變送器5內(nèi)容提要內(nèi)容提要n一體化溫度變送器一體化溫度變送器n智能式溫度變送器智能式溫度變送器n測溫元件的安裝測溫元件的安裝n 現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展n軟測量技術(shù)的發(fā)展軟測量技術(shù)的發(fā)展n現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代傳感器技術(shù)的

3、發(fā)展6第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 用來檢測這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為用來檢測這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測儀表檢測儀表。檢測儀表組成：檢測儀表組成： 檢測環(huán)節(jié)檢測環(huán)節(jié): :是檢出元件或傳感器，直接感受被測變量，并將它變換成適于是檢出元件或傳感器，直接感受被測變量，并將它變換成適于 測量的信號形式。測量的信號形式。 轉(zhuǎn)換放大環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換放大環(huán)節(jié): :對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大等處理，并傳送給顯示部分進(jìn)行對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大等處理，并傳送給顯示部分進(jìn)行 指指示或記錄。示或記錄。 顯示部分顯示部分: :就地指示型儀表、單元組合型儀表、數(shù)字式顯示儀表就地指示型儀表、單元組合型儀表、數(shù)字式顯示儀表 用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的

4、便于傳送的信號的儀表通常稱為用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送的信號的儀表通常稱為傳感器傳感器。 當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，通常稱當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，通常稱為為變送器變送器。94. 4. 測量誤差測量誤差指由儀表讀得的被測值與被測量真值之間的指由儀表讀得的被測值與被測量真值之間的差距。通常有兩種表示方法，即絕對誤差和相對誤差。差距。通常有兩種表示方法，即絕對誤差和相對誤差。 -測量值和真實(shí)值之間的差值測量值和真實(shí)值之間的差值誤差產(chǎn)生的原因：誤差產(chǎn)生的原因：選用的儀表精確度有限，實(shí)驗(yàn)手段不選用的儀表精確度有限，實(shí)驗(yàn)手段不夠完善、環(huán)境中存在各種干擾

5、因素，以及檢測技術(shù)水夠完善、環(huán)境中存在各種干擾因素，以及檢測技術(shù)水平的限制等原因。平的限制等原因。根據(jù)誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因，誤差分為三類。根據(jù)誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因，誤差分為三類。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述10第一節(jié)第一節(jié) 概述概述(1)系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 n -在同一測量條件下，對同一被測參數(shù)進(jìn)行在同一測量條件下，對同一被測參數(shù)進(jìn)行多次重復(fù)測量時，誤差的大小和符號保持不變或按一多次重復(fù)測量時，誤差的大小和符號保持不變或按一定規(guī)律變化定規(guī)律變化n 特點(diǎn)：有一定規(guī)律的，一般可通過實(shí)驗(yàn)或分析的特點(diǎn)：有一定規(guī)律的，一般可通過實(shí)驗(yàn)或分析的 方法找出其規(guī)律和影響因素，引入相應(yīng)的方法找出其規(guī)律和影響因素，引入

6、相應(yīng)的 校正補(bǔ)償措施，便可以消除或大大減小。校正補(bǔ)償措施，便可以消除或大大減小。n 誤差產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)誤差主要是由于檢測儀表誤差產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)誤差主要是由于檢測儀表 本身的不完善、檢測中使用儀表的方法不本身的不完善、檢測中使用儀表的方法不 正確以及測量者固有的不良習(xí)慣等引起的。正確以及測量者固有的不良習(xí)慣等引起的。11第一節(jié)第一節(jié) 概述概述(2)疏忽誤差疏忽誤差 n -明顯地歪曲測量結(jié)果的誤差，又稱粗差，明顯地歪曲測量結(jié)果的誤差，又稱粗差，n 特點(diǎn)：無任何規(guī)律可循。特點(diǎn)：無任何規(guī)律可循。n 誤差產(chǎn)生的原因：引起的原因主要是由于操作者的誤差產(chǎn)生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如讀錯

7、、算錯數(shù)據(jù)等）、不正確操作、實(shí)驗(yàn)粗心（如讀錯、算錯數(shù)據(jù)等）、不正確操作、實(shí)驗(yàn)條件的突變或?qū)嶒?yàn)狀況尚未達(dá)到預(yù)想的要求而匆忙條件的突變或?qū)嶒?yàn)狀況尚未達(dá)到預(yù)想的要求而匆忙測試等原因所造成的。這時含有粗差的測量值稱為測試等原因所造成的。這時含有粗差的測量值稱為異常值或壞值，一般均應(yīng)從測量結(jié)果中剔除。異常值或壞值，一般均應(yīng)從測量結(jié)果中剔除。12第一節(jié)第一節(jié) 概述概述(3)隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 n -在相同條件下多次重復(fù)測量同一量時，在相同條件下多次重復(fù)測量同一量時，誤差的大小、符號均為無規(guī)律變化，又稱偶然誤誤差的大小、符號均為無規(guī)律變化，又稱偶然誤差。差。n 特點(diǎn)：變化難以預(yù)測，無法修正特點(diǎn)：變化難以預(yù)測，

8、無法修正n 誤差產(chǎn)生的原因：隨機(jī)誤差主要是由于測量過程誤差產(chǎn)生的原因：隨機(jī)誤差主要是由于測量過程中某種尚未認(rèn)識的或無法控制的各種隨機(jī)因素中某種尚未認(rèn)識的或無法控制的各種隨機(jī)因素（如空氣擾動、噪聲擾動、電磁場等）所引起的（如空氣擾動、噪聲擾動、電磁場等）所引起的綜合結(jié)果。綜合結(jié)果。13第一節(jié)第一節(jié) 概述概述系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、疏忽誤差系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、疏忽誤差n 系統(tǒng)誤差大、隨機(jī)誤差小系統(tǒng)誤差大、隨機(jī)誤差小n 隨機(jī)誤差大、系統(tǒng)誤差小隨機(jī)誤差大、系統(tǒng)誤差小n 隨機(jī)誤差小、系統(tǒng)誤差小，有疏忽誤差隨機(jī)誤差小、系統(tǒng)誤差小，有疏忽誤差14n 二、測量方法二、測量方法n 按測量和被測量的差值大小按測量和被

9、測量的差值大小n 非零法：彈簧壓力表非零法：彈簧壓力表n 零位法：天平零位法：天平n 微差法：測量壓力的微差法：測量壓力的U U形管形管n 接觸法、非接觸法接觸法、非接觸法n 接觸式接觸式n 非接觸式非接觸式n 靜態(tài)和動態(tài)靜態(tài)和動態(tài)n 靜態(tài)：被測對象處于穩(wěn)定狀態(tài)下的測量靜態(tài)：被測對象處于穩(wěn)定狀態(tài)下的測量n 動態(tài)：被測對象處于不穩(wěn)定狀態(tài)下的測量動態(tài)：被測對象處于不穩(wěn)定狀態(tài)下的測量第一節(jié)第一節(jié) 概述概述15n 點(diǎn)測量和場測量點(diǎn)測量和場測量n 點(diǎn)參數(shù)測量：點(diǎn)參數(shù)測量：測量某點(diǎn)的被測量測量某點(diǎn)的被測量n 場參數(shù)測量：場參數(shù)測量：測量多點(diǎn)的被測量測量多點(diǎn)的被測量n 直接測量和間接測量直接測量和間接測量n

10、 直接測量：直接測量：無需對被測量與其它實(shí)測的量進(jìn)行函數(shù)關(guān)系的輔無需對被測量與其它實(shí)測的量進(jìn)行函數(shù)關(guān)系的輔助計(jì)算而直接得到的被測量的值助計(jì)算而直接得到的被測量的值n 間接測量：間接測量：直接測量的量與被測量之間有已知函數(shù)關(guān)系，而直接測量的量與被測量之間有已知函數(shù)關(guān)系，而得到的被測量的值。得到的被測量的值。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述16第一節(jié)第一節(jié) 概述概述三、檢測儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo)三、檢測儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo)n 真值：真值：是一個變量本身所具有的真實(shí)值，它是一個理想的是一個變量本身所具有的真實(shí)值，它是一個理想的概念，一般是無法得到的。所以在計(jì)算誤差時，一般用約概念，一般是無法得到的。所以在計(jì)

11、算誤差時，一般用約定真值或相對真值來代替。定真值或相對真值來代替。n 約定真值：約定真值：是一個接近真值的值，它與真值之差可忽略不是一個接近真值的值，它與真值之差可忽略不計(jì)。實(shí)際測量中以在沒有系統(tǒng)誤差的情況下，足夠多次的計(jì)。實(shí)際測量中以在沒有系統(tǒng)誤差的情況下，足夠多次的測量之平均值做為約定真值。測量之平均值做為約定真值。n 相對真值：相對真值：是指當(dāng)高一級標(biāo)準(zhǔn)器的誤差僅為低一級的是指當(dāng)高一級標(biāo)準(zhǔn)器的誤差僅為低一級的1/31/20時，可認(rèn)為高一級的標(biāo)準(zhǔn)器或儀表值為低一級時，可認(rèn)為高一級的標(biāo)準(zhǔn)器或儀表值為低一級的相對真值。的相對真值。17第一節(jié)第一節(jié) 概述概述三、檢測儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo)三、檢測

12、儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo) 絕對誤差指儀表指示值與被測參數(shù)真值之間的差值，絕對誤差指儀表指示值與被測參數(shù)真值之間的差值，即即 i儀表指示值儀表指示值 t 被測量的真值被測量的真值由于真值無法得到由于真值無法得到 0標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值，約定真值標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值，約定真值 x-被校表的讀數(shù)值，被校表的讀數(shù)值，tixxx0 xxx A Bx0-1000-10001思考思考18第一節(jié)第一節(jié) 概述概述000 xxxxy2 .2 .相對誤差：相對誤差：絕對誤差與被測量真值之比；絕對誤差與被測量真值之比；實(shí)際相對誤差：絕對誤差與被測量真值之比；實(shí)際相對誤差：絕對誤差與被測量真值之比；示值相對誤差：絕對誤差與儀表指示值

13、之比；示值相對誤差：絕對誤差與儀表指示值之比；19第一節(jié)第一節(jié) 概述概述%100max測量范圍下限值測量范圍上限值3. 3. 精確度（簡稱精度）精確度（簡稱精度）說明：儀表的測量誤差可以用絕對誤差說明：儀表的測量誤差可以用絕對誤差來表示。但是，來表示。但是，儀表儀表的絕對誤差在測量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同的絕對誤差在測量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同。因此，常說的。因此，常說的“絕對絕對誤差誤差”指的是絕對誤差中的最大值指的是絕對誤差中的最大值max。 兩大影響因素兩大影響因素絕對誤差和儀表的測量范圍絕對誤差和儀表的測量范圍相對百分誤差相對百分誤差允許誤差允許誤差%100測量范圍下限值測量范圍上限值差值儀表允許

14、的最大絕對誤允20第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 儀表的儀表的允允越大，表示它的精確度越低；反之，儀表越大，表示它的精確度越低；反之，儀表的的允允越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對百分誤差去掉百分誤差去掉“”號及號及“”號，便可以用來確定儀表號，便可以用來確定儀表的精確度等級。的精確度等級。 目前常用的精確度等級有目前常用的精確度等級有0.0050.005，0.020.02，0.050.05，0.10.1，0.20.2，0.40.4，0.50.5，1.01.0，1.51.5，2.52.5，4.04.0等。等。小結(jié)小結(jié)21第一節(jié)第一節(jié) 概述概述%8

15、. 0%1002007004舉例例1某臺測溫儀表的測溫范圍為200700，校驗(yàn)該表時得到的最大絕對誤差為4，試確定該儀表的精度等級。 解解 該儀表的相對百分誤差為該儀表的相對百分誤差為 如果將該儀表的如果將該儀表的去掉去掉“”號與號與“”號，其數(shù)值為號，其數(shù)值為0.8。由于國家規(guī)定的精度等級中沒有由于國家規(guī)定的精度等級中沒有0.8級儀表，同時，該儀表的誤差級儀表，同時，該儀表的誤差超過了超過了0.5級儀表所允許的最大誤差，所以，這臺測溫儀表的精度級儀表所允許的最大誤差，所以，這臺測溫儀表的精度等級為等級為1.0級。級。 22第一節(jié)第一節(jié) 概述概述%7 . 0%100010007允例例2某臺測溫

16、儀表的測溫范圍為1000。根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過，試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求？ 解解 根據(jù)工藝上的要求，儀表的允許誤差為根據(jù)工藝上的要求，儀表的允許誤差為 如果將儀表的允許誤差去掉如果將儀表的允許誤差去掉“”號與號與“”號，其號，其數(shù)值介于數(shù)值介于0.51.0之間，如果選擇精度等級為之間，如果選擇精度等級為1.0級的儀表，級的儀表，其允許的誤差為其允許的誤差為1.0，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇選擇0.5級儀表才能滿足工藝要求。級儀表才能滿足工藝要求。23第一節(jié)第一節(jié) 概述概述儀表的精度等級儀表的精度等級是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的

17、重要指標(biāo)之一。是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。 精度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級越高，精度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級越高，也說明該儀表的精確度越高。也說明該儀表的精確度越高。 儀表的精度等級一般可用不同的符號形式標(biāo)志在儀表面板儀表的精度等級一般可用不同的符號形式標(biāo)志在儀表面板上。上。舉例舉例如：24第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級確定儀表精度等級和根據(jù)工藝要求和根據(jù)工藝要求來來選擇儀表精度等級選擇儀表精度等級，情況是不一樣的。根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)，情況是不一樣的。根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該大于（至少等

18、來確定儀表精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該大于（至少等于）儀表校驗(yàn)所得的相對百分誤差；根據(jù)工藝要求來選擇儀于）儀表校驗(yàn)所得的相對百分誤差；根據(jù)工藝要求來選擇儀表精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該小于（至多等于）工藝表精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該小于（至多等于）工藝上所允許的最大相對百分誤差。上所允許的最大相對百分誤差。 小結(jié)小結(jié)25第一節(jié)第一節(jié) 概述概述%100測量范圍下限值測量范圍上限值最大絕對差值變差 變差變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測參數(shù)逐漸測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測參數(shù)逐

19、漸由小到大和逐漸由大到小）測量時，被測量值正行和反行所由小到大和逐漸由大到小）測量時，被測量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。 圖3-1 測量儀表的變差26第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 儀表的靈敏度儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或角位移，與引是指儀表指針的線位移或角位移，與引起這個位移的被測參數(shù)變化量的比值。即起這個位移的被測參數(shù)變化量的比值。即xS 式中，式中，S為儀表的靈敏度；為儀表的靈敏度；為指針的線位移或角位移；為指針的線位移或角位移；x為引起為引起所需的被測參數(shù)變化量。所需的被測參數(shù)變化量。 儀表的靈敏限儀表的靈敏限是指能引起儀表指針發(fā)生動

20、作的被測參是指能引起儀表指針發(fā)生動作的被測參數(shù)的最小變化量。通常儀表靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允數(shù)的最小變化量。通常儀表靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對誤差的一半。許絕對誤差的一半。 注意：注意：上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，往往用分辨力表示。往往用分辨力表示。 27第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 對于數(shù)字式儀表，對于數(shù)字式儀表，分辨力分辨力是指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字是指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字間隔所代表的被測參數(shù)變化量。間隔所代表的被測參數(shù)變化量。 不同量程的分辨力是不同的，相應(yīng)于最低量程的分辨力不同量程的分辨力是不同的，相應(yīng)于最低量程的分辨力稱

21、為該表的稱為該表的最高分辨力最高分辨力，也叫，也叫靈敏度靈敏度。通常以最高分辨力。通常以最高分辨力作為數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)。分辨率與儀表的有效數(shù)字作為數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)。分辨率與儀表的有效數(shù)字位數(shù)有關(guān)。位數(shù)有關(guān)。28第一節(jié)第一節(jié) 概述概述%100max儀表量程fi 線性度線性度是表征線性刻度儀表的輸是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度。通?？偸窍Ｍ麥y量直線的吻合程度。通?？偸窍Ｍ麥y量儀表的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。儀表的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。 圖3-2 線性度示意圖 式中式中，f為線性度（又稱非線性誤差）；為線性度（又稱

22、非線性誤差）；fmax為校準(zhǔn)曲為校準(zhǔn)曲線對于理論直線的最大偏差（以儀表示值的單位計(jì)算）。線對于理論直線的最大偏差（以儀表示值的單位計(jì)算）。 29第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 反應(yīng)時間反應(yīng)時間就是用來衡量儀表能不能盡快反映出參數(shù)變就是用來衡量儀表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)。反應(yīng)時間長，說明儀表需要較長時間才能化的品質(zhì)指標(biāo)。反應(yīng)時間長，說明儀表需要較長時間才能給出準(zhǔn)確的指示值，那就不宜用來測量變化頻繁的參數(shù)。給出準(zhǔn)確的指示值，那就不宜用來測量變化頻繁的參數(shù)。 儀表反應(yīng)時間的長短，實(shí)際上反映了儀表動態(tài)特性的好壞。儀表反應(yīng)時間的長短，實(shí)際上反映了儀表動態(tài)特性的好壞。 儀表的反應(yīng)時間有不同的表示方法

23、當(dāng)輸入信號突然變化一個數(shù)值后，輸出當(dāng)輸入信號突然變化一個數(shù)值后，輸出信號將由原始值逐漸變化到新的穩(wěn)態(tài)值。信號將由原始值逐漸變化到新的穩(wěn)態(tài)值。 儀表的輸出信號由開始變化到新穩(wěn)態(tài)值儀表的輸出信號由開始變化到新穩(wěn)態(tài)值的的63.263.2（9595）所用的時間，可用來表示）所用的時間，可用來表示反應(yīng)時間。反應(yīng)時間。30第一節(jié)第一節(jié) 概述概述n 四、工業(yè)儀表的分類四、工業(yè)儀表的分類1. 按儀表使用的能源分類按儀表使用的能源分類氣動儀表、電動儀表、液動儀表氣動儀表、電動儀表、液動儀表 以電為能源，信號之間聯(lián)系比較方便，適宜于以電為能源，信號之間聯(lián)系比較方便，適宜于遠(yuǎn)距離傳送和集中控制；便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用；現(xiàn)

24、遠(yuǎn)距離傳送和集中控制；便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用；現(xiàn)在電動儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動在電動儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動儀表的安全使用。儀表的安全使用。 一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；易受溫度、濕度、電磁場、一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；易受溫度、濕度、電磁場、放射性等環(huán)境影響。放射性等環(huán)境影響。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)31第一節(jié)第一節(jié) 概述概述2. 按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類 檢測儀表檢測儀表 作用是獲取信息，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。 顯示儀表顯示儀表 作用是將由檢測儀表獲得的信息顯示出來。 集中控制裝置集中控制裝置 包括各種巡回檢測儀、巡回控制儀等?？刂苾x表控制儀表 可

25、以根據(jù)需要對輸入信號進(jìn)行各種運(yùn)算。 執(zhí)行器執(zhí)行器 可以接受控制儀表的輸出信號或直接來自操作員的指令，對生產(chǎn)過程進(jìn)行操作或控制。 32第一節(jié)第一節(jié) 概述概述圖3-3 各類儀表的作用33第一節(jié)第一節(jié) 概述概述3. 3. 按儀表的組成形式分類按儀表的組成形式分類 基地式儀表基地式儀表特點(diǎn)是將測量、顯示、控制等各部分集特點(diǎn)是將測量、顯示、控制等各部分集中組裝在一個表殼里，形成一個整體。這種儀表比較中組裝在一個表殼里，形成一個整體。這種儀表比較適于在現(xiàn)場做就地檢測和控制，但不能實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)適于在現(xiàn)場做就地檢測和控制，但不能實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)的集中顯示與控制。這在一定程度上限制了基地式儀的集中顯示與控制。這在一

26、定程度上限制了基地式儀表的應(yīng)用范圍。表的應(yīng)用范圍。 分為基地式儀表和單元組合儀表分為基地式儀表和單元組合儀表 34第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動單元組合儀表和化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動單元組合儀表和氣動單元組合儀表兩種。國產(chǎn)的電動單元組合儀表簡稱氣動單元組合儀表兩種。國產(chǎn)的電動單元組合儀表簡稱DDZ儀表；氣動單元組合儀表簡稱儀表；氣動單元組合儀表簡稱QDZ儀表。儀表。注意注意 單元組合儀表單元組合儀表是將對參數(shù)的測量及其變送、顯示、是將對參數(shù)的測量及其變送、顯示、控制等各部分，分別制成能獨(dú)立工作的單元儀表（簡控制等各部分，分別制成能獨(dú)立工作的單元儀表（簡稱單元，例如

27、變送單元、顯示單元、控制單元等）。稱單元，例如變送單元、顯示單元、控制單元等）。這些單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號互相聯(lián)系，可以根據(jù)這些單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號互相聯(lián)系，可以根據(jù)不同要求，方便地將各單元任意組合成各種控制系統(tǒng)，不同要求，方便地將各單元任意組合成各種控制系統(tǒng)，適用性和靈活性都很好。適用性和靈活性都很好。 35第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 一、壓力單位及測量儀表一、壓力單位及測量儀表表示受力面積。表示垂直作用力；表示壓力；式中，SFpSFp 是指均勻垂直地作用在單位面積上的力。的單位為帕斯卡，簡稱帕（Pa）211mNPa PaMPa61011 為了使大家了解國際單位制中的

28、壓力單位（Pa或MPa）與過去的單位之間的關(guān)系，下面給出幾種單位之間的換算關(guān)系表。 36壓力壓力單位單位帕帕/Pa兆帕兆帕/ MPa工程大氣壓工程大氣壓/ (kgf/cm2)物理大氣壓物理大氣壓/ atm汞柱汞柱/ mmHg水柱水柱/ mH2O（磅（磅/英寸英寸2）/ （1b/in2）巴巴/bar帕帕1110106 61.01971010-5-59.8691010-6-67.5011010-3-31.01971010-4-41.4501010-4-411010-5-5兆帕兆帕110106 61 110.1979.8697.50110103 31.019710102 21.45010102 21

29、0工程工程大氣大氣壓壓9.80710104 49.8071010-2-210.9678735.610.0014.220.9807物理物理大氣大氣壓壓1.013310105 50.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱汞柱1.333210102 21.33321010-4-41.35951010-3-31.31581010-3-310.01361.9341010-2-21.33321010-3-3水柱水柱9.80610103 39.8061010-3-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅（磅/英寸英寸2）6.89510103 36.89

30、51010-3-30.070310.0680551.710.703110.06895巴巴110105 50.11.01970.9869750.110.19714.501表3-1 各種壓力單位換算表37第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表大氣壓力絕對壓力表壓pppp表P真P絕P絕大氣壓力線大氣壓力線絕對壓力的零線絕對壓力的零線在壓力測量中，常有表壓、絕對壓力、負(fù)壓或真空度之分。在壓力測量中，常有表壓、絕對壓力、負(fù)壓或真空度之分。 絕對壓力大氣壓力真空度ppp當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時，一般用負(fù)壓或真空度來表示。當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時，一般用負(fù)壓或真空度來表示。圖3-4絕對壓力、表壓、負(fù)壓（

31、真空度）的關(guān)系38第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表測量壓力或真空度的儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同，分為四類。測量壓力或真空度的儀表按照其轉(zhuǎn)換原理的不同，分為四類。 它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測量。 有U形管壓力計(jì)、單管壓力計(jì)等 這類壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便 其精度受工作液的毛細(xì)管作用、密度及視差等因素的影響，測量范圍較窄，一般用來測量較低壓力、真空度或壓力差。 39第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表測量原理：測量原理：P=hg 所以所以 h=P/ g單管壓力計(jì)U型管壓力計(jì)斜管壓力計(jì)40第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件

32、變形的位移進(jìn)行測量的。 它是通過機(jī)械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電量（如電壓、電流、頻率等）來進(jìn)行測量的儀表。 41第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 它是根據(jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測量的。 測量精度很高，允許誤差可小到0.05%0.02%。常用作標(biāo)準(zhǔn)儀表，檢驗(yàn)其它壓力計(jì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴。 42第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表一般壓力表袖珍數(shù)字壓力計(jì) 43第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表耐高溫壓力表彈簧管壓力計(jì)44第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表壓力計(jì)的組成壓力計(jì)的組成n 壓力計(jì)一般由三個部分組成:n (

33、1)感壓部分: 接受要測的壓力并把被測壓力變換成位移或;感壓部分元件有:U形管,單管,斜管,波紋管,膜片,膜盒等n (2)傳送部分:把來自感壓部分的位移或者力的信號通過放大或者變換成統(tǒng)一的電信號或空氣壓信號傳送到指示部分;傳送部分有:直接傳動式傳送部分,電動變送式傳送部分等n (3)指示部分:接收來自傳送部分的信號并指示,記錄被測壓力。指示部分有: 現(xiàn)場顯示型壓力計(jì),遠(yuǎn)距離顯示型壓力顯示部分。45第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 二、彈性式壓力計(jì)二、彈性式壓力計(jì) 是利用各種形式的彈性元件，在被測介質(zhì)壓力的作用下，使彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變形的原理而制成的測壓儀表。 具有結(jié)構(gòu)簡單、使

34、用可靠、讀數(shù)清晰、牢固可靠、價(jià)格低廉、測量范圍寬以及有足夠的精度等優(yōu)點(diǎn)。 可用來測量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓力。 46第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 彈性元件是一種簡易可靠的測壓敏感元件。當(dāng)測壓范圍不同時，所用的彈性元件也不一樣。 圖3-5 彈性元件示意圖 彈簧管式彈性元件波紋管式彈性元件薄膜式彈性元件47第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 使用的測壓元件使用的測壓元件 單圈彈簧管壓力表與多圈彈簧單圈彈簧管壓力表與多圈彈簧管壓力表。管壓力表。 用途用途 普通彈簧管壓力表，耐腐蝕的氨用壓普通彈簧管壓力表，耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧氣壓力表等。力表、禁油的氧氣壓力表等。 1

35、彈簧管；2 拉桿；3 扇形齒輪；4 中心齒輪；5 指針；6 面板；7 游絲；8 調(diào)整螺絲；9 接頭48第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 單圈彈簧管是一根彎成270圓弧的橢圓截面的空心金屬管子。管子的自由端B封閉，另一端固定在接頭上。當(dāng)通入被測的壓力p后，由于橢圓形截面在壓力p的作用下，將趨于圓形，而彎成圓弧形的彈簧管也隨之產(chǎn)生擴(kuò)張變形。同時，使彈簧管的自由端B產(chǎn)生位移。輸入壓力p越大，產(chǎn)生的變形也越大。由于輸入壓力與彈簧管自由端B的位移成正比，所以只要測得B點(diǎn)的位移量，就能反映壓力p的大小。 ：彈簧管自由端B的位移量一般很小，直接顯示有困難，所以必須通過放大機(jī)構(gòu)才能指示出來。 49第

36、二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時，就會破壞正常工藝條件，即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時，就會破壞正常工藝條件，甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。這時就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。這時就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點(diǎn)信號力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點(diǎn)信號壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時，及時發(fā)出信號，以提壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時，及時發(fā)出信號，以提醒操作人員注意或通過中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動控

37、制。醒操作人員注意或通過中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動控制。 50第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表圖3-7 電接點(diǎn)信號壓力表1，4 靜觸點(diǎn)；2 動觸點(diǎn)；3 綠燈；5 紅燈 壓力表指針上有動觸點(diǎn)2，表盤上另有兩根可調(diào)節(jié)指針，上面分別有靜觸點(diǎn)1和4。當(dāng)壓力超過上限給定數(shù)值時，2和4接觸，紅色信號燈5的電路被接通，紅燈發(fā)亮。若壓力低到下限給定數(shù)值時，2與1接觸，接通了綠色信號燈3的電路。1、4的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。 51n 波紋管壓力外圓沿軸向有深槽形波紋狀縐摺, 并沿軸向能夠伸縮.因?yàn)槟蛪簭?qiáng)度有限.所以多用作低壓壓力的感壓原件。n 波紋管的壽命是使波紋管在一定的循環(huán)壓力作用下,循環(huán)伸縮,用

38、直到破壞的循環(huán)次數(shù)表示波紋管的壽命。第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表52雙波紋管壓差計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表53n 膜片壓力計(jì)有兩類:n 一類是利用膜片彈性制成的彈性膜片壓力計(jì)n 另一類是用膜片把被測流體和壓力計(jì)的其它部分分隔,即所謂非彈性膜片壓力計(jì)。n 彈性壓力計(jì)構(gòu)造不太復(fù)雜,無須特殊管理.但應(yīng)經(jīng)常接受檢定計(jì)量法對其修理有嚴(yán)格的限制,不受限制的修理項(xiàng)目,只有更換表蒙玻璃一項(xiàng),其它修理工作,必須由專門的修理工或是計(jì)量管理部門指定的工廠承擔(dān)。第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表54第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 三、電氣式壓力計(jì)三、電氣式壓力計(jì)是

39、一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。 1. 該儀表的，分別可測710-5Pa至5102MPa的壓力，允許誤差可至0.2； 2. 由于可以遠(yuǎn)距離傳送信號，所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中可以實(shí)現(xiàn)壓力自動控制和報(bào)警，并可與工業(yè)控制機(jī)聯(lián)用。 55第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 一般由壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置所組成。常用的信號處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機(jī)等。 圖3-8 電氣式壓力計(jì)組成方框圖電氣式壓力計(jì)通常兩部分組成：一次儀表一次儀表（壓力探頭）：（壓力探頭）：將壓力轉(zhuǎn)換為微弱電參數(shù)；二次儀表二次儀表：將微弱電參數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號。56第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓

40、力檢測及儀表信號起始值輸出的量程變送器的量程變送器測量下限被測參數(shù)值出出)(PI57電氣式壓力計(jì)一次探頭電氣式壓力計(jì)一次探頭n 常用電參數(shù)有：電阻、電感、電容、電壓等。常用電參數(shù)有：電阻、電感、電容、電壓等。n 常見壓力變換器（壓力探頭）有：常見壓力變換器（壓力探頭）有：n 應(yīng)變式壓力變換器；應(yīng)變式壓力變換器；n 壓電電阻式壓力變換器；壓電電阻式壓力變換器；n 電感式壓力變換器；電感式壓力變換器；n 電容式壓力變換器；電容式壓力變換器；n 霍爾片式壓力變換器?；魻柶綁毫ψ儞Q器。第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表58n 電線的電阻為：R=L/Sn 當(dāng)電線受到拉（應(yīng)）力作用時，L變大，S

41、變小，R變大。n 當(dāng)粘一組串聯(lián)平行細(xì)導(dǎo)線（電阻應(yīng)變片）的金屬（彈性元件）因壓力變化而發(fā)生微小變形（應(yīng)變）時，細(xì)導(dǎo)線的電阻隨之發(fā)生變化。從而，將壓力參數(shù)轉(zhuǎn)化為電阻參數(shù)。壓力變化彈性變形電阻變化第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表59第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 磁路的磁阻與鐵芯的間隙相關(guān)。所以，當(dāng)銜鐵或鐵芯的位置發(fā)生變化時，其電感也隨之發(fā)生變化。從而，可以將位移量轉(zhuǎn)化為電感量。60第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 電容器的電容量：電容器的電容量：C= S/dn 當(dāng)當(dāng)S或或d發(fā)生變化時，電發(fā)生變化時，電容量發(fā)生變化。容量發(fā)生變化。61第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓

42、力檢測及儀表n 霍爾半導(dǎo)體在垂直電流和磁場的作用下，會產(chǎn)生側(cè)向電壓：UH=RHBINS62第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表n 傳感元件的參量變化通常是非常微弱的，不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，需要進(jìn)行初步放大。n 電阻和電容傳感器一般采用電橋放大，以電壓方式輸出；n 電感式傳感器一般采用振蕩電路放大，以頻率方式輸出；n 電壓傳感器一般采用直流放大器，以電壓或電流方式輸出。63第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表供橋電壓輸出電壓輸出頻率輸出電壓輸入電壓64第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表電氣壓力計(jì)二次儀表電氣壓力計(jì)二次儀表n 作用：將傳感器信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)通訊信號。n DDZ 型儀

43、表標(biāo)準(zhǔn)通訊信號為：420mA。n 智能型壓力傳感器在二次儀表中另外附加一些功能，如：模/數(shù)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)通訊，工程單位轉(zhuǎn)換，信號（變化）阻尼，故障診斷等。65第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表變送器的概念變送器的概念n 變送器(傳感器)這一詞是指將被測的某一物理量按照一定轉(zhuǎn)換規(guī)律轉(zhuǎn)換成另一種已知的物理量的一種轉(zhuǎn)換裝置。它是一個用于檢測控制變量(信息)的器件, 它具有檢測,轉(zhuǎn)換,傳輸信息的功能。n 近來把傳感器直接定義為:能感知,并檢測出被測對象之信息的機(jī)器。也就是說,傳感器能夠代替人的五官(視、聽、嗅、味、觸) 來完成某些功能的機(jī)器。同時,即使人的五官不能感知的現(xiàn)象(例如紅外線、電磁波、超

44、聲波等)也能感知。66第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表常見壓力傳感器外形常見壓力傳感器外形 工業(yè)壓力變送器工業(yè)壓力變送器數(shù)字壓力變送器數(shù)字壓力變送器通用壓力變送器通用壓力變送器隔離壓力變送器隔離壓力變送器高溫壓力變送器高溫壓力變送器隔離壓差變送器隔離壓差變送器隔離液位變送器隔離液位變送器微壓變送器微壓變送器電容壓力變送器電容壓力變送器隔膜壓力變送器隔膜壓力變送器絕壓變送器絕壓變送器雙膜壓差變送器雙膜壓差變送器微型探針壓力計(jì)微型探針壓力計(jì)暖風(fēng)空調(diào)壓力計(jì)暖風(fēng)空調(diào)壓力計(jì)濕式壓力變送器濕式壓力變送器本安壓力變送器本安壓力變送器OEM血壓計(jì)血壓計(jì)OEM壓力芯片壓力芯片67第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測

45、及儀表壓力檢測及儀表 是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測量。 圖3-9 霍爾效應(yīng) 可用下式表示 BIRUHH 式中，UH為霍爾電勢；RH為霍爾常數(shù)，與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；I為控制電流的大小。 68第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 霍爾電勢與磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流成正比。提高B和I值可增大霍爾電勢UH，但兩者都有一定限度，一般I為320mA，B約為幾千高斯，所得的霍爾電勢UH約為幾十毫伏數(shù)量級。 導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng)，不過它們的霍爾電勢遠(yuǎn)比半導(dǎo)體的霍爾電勢小得多。 69第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表

46、 將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器，如圖3-10所示。 圖3-10 霍爾片式壓力傳感器1彈簧管；2 磁鋼；3 霍爾片 當(dāng)被測壓力引入后，在被測壓力作用下，彈簧管自由端產(chǎn)生位移，因而改變了霍爾片在非均勻磁場中的位置，使所產(chǎn)生的霍爾電勢與被測壓力成比例。 利用這一電勢即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示和自動控制。70第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 利用電阻應(yīng)變原理構(gòu)成。電阻應(yīng)變片有金屬和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類，被測壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時，其阻值減小（增加），再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級電勢輸出，并用毫伏計(jì)或其他記錄儀表顯示出被測壓力，從而組成應(yīng)變片式壓

47、力計(jì)。 圖3-11 應(yīng)變片壓力傳感器示意圖1應(yīng)變筒；2 外 殼 ；3密封膜片 71SlRr1r2123P(a)傳感器1外殼 2彈性筒 3膜片第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表72第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表UiEr1r2R3R4AB(b)測量電橋313412() U0 RrUERRrr ，不受壓時0122011212010201201() 24224rrrrrrrrrUEEEPrrrrrrrr 73第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。 采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴(kuò)散一組等值電阻，并將電阻

48、接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。 當(dāng)壓力發(fā)生變化時，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號。 74第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表圖3-12 壓阻式壓力傳感器1基座；2單晶硅片；3導(dǎo)環(huán)；4螺母；5密封墊圈；6等效電阻 精度高、工作可靠、頻率響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單； 便于實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字化； 可以測量壓力，稍加改變，還可以測量差壓、高度、速度、加速度等參數(shù)。 75第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 是一種典型的自平衡檢測儀表，它利用負(fù)反饋的工作原理克服元件材料、加工工藝等不利因素的影響，使儀表具有

49、較高的測量精度（一般為0.5級）、工作穩(wěn)定可靠、線性好、不靈敏區(qū)小等一系列優(yōu)點(diǎn)。 76 圖3-13DDZ-型電動力矩平衡壓力變送器示意圖1測量膜片；2軸封膜片；3主杠桿；4矢量機(jī)構(gòu) 5量程調(diào)整螺釘；6連桿；7副杠桿；8檢測片（銜鐵）；9差動變壓器；10反饋動圈；11放大器；12調(diào)零彈簧；13永久磁鋼 DDZ-型系列為直流24V供電，輸出420mA（DC）,兩線制，安全防爆。 fpFi 被測壓力p作用在測量膜片1上，通過膜片的有效面積轉(zhuǎn)變成集中力Fi，即 f為膜片的有效面積。 （3-13）第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表77第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表21lFlFiipK

50、fpllF1211 該變送器是按工作的。根據(jù)主、副杠桿的平衡條件可以推導(dǎo)出被測壓力p與輸出信號I0的關(guān)系。 （3-14）式中， 、 分別為Fi、F1離支點(diǎn)O1的距離。1l2l（3-15）將式（3-13）代入式（3-14），有式中, 為一比例系數(shù)。fllK21178第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表tantan112pKFF02IKFf0302342IKIKllFtan0KpI 31KKK 而432lFlFf式中， 、 分別為F2及電磁反饋力 離支點(diǎn)O2的距離。3l4lfF將式（3-18）代入式（3-17），得（3-18）（3-17）（3-19）（3-16）聯(lián)立式（3-16）與（3-19

51、），得（3-20）式中， 為轉(zhuǎn)換比例系數(shù)。79第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表 是一種開環(huán)檢測儀表，具有結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強(qiáng)、可靠性好、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出信號是標(biāo)準(zhǔn)的420mA（DC）電流信號。 圖3-14 電容式差壓變送器原理圖1隔離膜片；2，7固定電極；3硅油；4測量膜片；5玻璃層；6底座；8引線先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測量。 80第二節(jié)第二節(jié) 壓力檢測及儀表壓力檢測及儀表可以有效地保護(hù)測可以有效地保護(hù)測量膜片，當(dāng)差壓過大并超過允許測量范圍時，測量膜片，當(dāng)差壓過大并超過允許測量范圍時，測量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，因此不易量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，因此不易損壞，過載后的恢復(fù)特性很好，這樣大大提高了損壞，過載后的恢復(fù)特性很好，這樣大大提高了過載承受能力。與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有過載承受能力。與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有杠桿傳動機(jī)構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性杠桿傳動機(jī)構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性好，測量精度