第二章 壓力檢測

第二章壓力檢測第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四壓力是重要的工業(yè)參數(shù)之一，正確測量和控制壓力對保證生產(chǎn)工藝過程的安全性和經(jīng)濟性有重要意義。壓力及差壓的測量還廣泛地應用在流量和液位的測量中。

第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四壓力檢測主要研究內(nèi)容：

壓力檢測儀表的分類機組用壓力檢測儀表2.1

彈性式壓力表2.2電氣式壓力表2.2.1電容式差壓變送器2.2.2應變片式壓力傳感器2.3智能型壓力變送器2.4壓力表的選用第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四壓力檢測儀表的分類

（1）彈性式壓力表

它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進行測量的。例如彈簧管壓力計、波紋管壓力計及模式壓力及等。（2）電氣式壓力表

它是通過機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)來進行測量的儀表，例如各種壓力傳感器和壓力變送器。第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四（3）活塞式壓力表

它是根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理，將被側(cè)測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進行測量的。它的測量精度很高，允許誤差可小到0.05%～0.02%。但結(jié)構(gòu)較復雜,價格較貴。一般作為標準型壓力測量儀器，來檢驗其他類型的壓力計。返回第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四機組用壓力檢測儀表

2.1彈性式壓力表

彈性式壓力表是以彈性元件受壓后所產(chǎn)生的彈性變形作為測量基礎的。它結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，現(xiàn)場使用和維修都很方便，又有較寬的壓力測量范圍，因此在工程中獲得了非常廣泛的應用。第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四

采用不同材料、不同形狀的彈性元件作為感壓元件，可以適用于不同場合、不同范圍的壓力測量。目前廣泛使用的彈性元件有彈簧管、波紋管和膜片等。

圖2-1彈性元件示意圖

2.1.1彈性元件第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四

圖2-1給出了一些常用彈性元件的示意圖。其中波紋膜片和波紋管多用于微壓和低壓測量；單圈和多圈彈簧管可用于高、中、低壓和真空度的測量。第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四彈簧管壓力表

彈簧管壓力表在彈性式壓力表中更是歷史悠久，應用廣泛。

彈簧管壓力表中壓力敏感元件是彈簧管。彈簧管的橫截面呈非圓形（橢圓形或扁形），彎成圓弧形的空心管子，如圖2-2所示。管子的一端為封閉，作為位移輸出端，另一端為開口，為被測壓力輸入端。當開口端通入被測壓力后，非圓橫截面在壓力p作用下將趨向圓形，并使彈簧管有伸直的趨勢而產(chǎn)生力矩，其結(jié)果使第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四圖2-2單圈彈簧管結(jié)構(gòu)彈簧管的自由端由B移至B‘而產(chǎn)生位移，輸入壓力越大，位移越大。（動畫）第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四圖2-3彈簧管壓力表

返回第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四2.2.1電容式壓力變送器

2.2電氣式壓力變送器

圖2-4電容式壓力變送器外形

第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四其測量原理是將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。將測壓膜片作為電容器的可動極板，它與固定極板組成可變電容器。當被測壓力變化時，由于測壓膜片的彈性變形產(chǎn)生位移改變了兩塊極板之間的距離，造成電容量發(fā)生變化。（動畫）

第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四圖2-5電容式差壓變送器測量部件1-隔離膜片；2，7-固定弧形電極；3-硅油；4-測量膜片；5-玻璃層；6-底座返回第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四應變效應應變片式壓力傳感器是利用電阻應變原理構(gòu)成的。電阻應變片有金屬應變片(金屬絲或金屬箔)和半導體應變片式兩類。被測壓力使應變片產(chǎn)生應變。當應變片壓縮應變時,其阻值減小；當應變片產(chǎn)生拉伸應變時，其阻值增加。應變片阻值的變化，再通過橋式電路獲得相應的毫伏級電勢輸出，并用毫伏計或其他記錄儀顯示被測壓力，從而組成應變片式壓力表。（動畫）2.2.2應變片式壓力傳感第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四應變片式壓力變送器有較好的動態(tài)性能，適用于快速變化的壓力測量。

圖2-6應變式壓力傳感器示意圖1—應變筒;2—外殼;3—密封膜片返回第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四2.3

智能型壓力變送器

為適應現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的要求，近年來出現(xiàn)了采用微處理器和先進傳感器技術的智能變送器，有智能溫度變送器、智能壓力變送器、智能差壓變送器等。智能變送器可以輸出數(shù)字和模擬兩種信號，其精度、穩(wěn)定性和可靠性均比模擬式變送器優(yōu)越，并且可以通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡與上位計算機相連。智能變送器具有以下特點：第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四①測量精度高。②具有較寬的零點遷移范圍和較大的量程比；其量程范圍為100:1；③具有溫度、靜壓補償功能（差壓變送器）和非線性校正能力（溫度變送器），以保證儀表精度；④具有數(shù)字、模擬兩種輸出方式，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通訊；⑤通過手持通信器（手持終端）能對1500m之內(nèi)的第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四現(xiàn)場變送器進行遙控操作。對現(xiàn)場變送器進行各種工作參數(shù)的設定，遠程組態(tài)調(diào)零、調(diào)量程和自診斷，維護和使用十分方便。3051C差壓變送器是國內(nèi)引進費希爾一羅斯蒙特公司技術而生產(chǎn)的另一種二線制變送器，它將輸入的壓力或差壓信號轉(zhuǎn)換成4～20mA直流電流或數(shù)字信號輸出。第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四圖2-73051C型差壓變送器(4-20mA)方框圖

返回第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期四2.4壓力表的選用

壓力表的選用主要包括儀表型式、量程范圍、精度和靈敏度、外形尺寸以及是否還需要遠傳和其他功能，如指示、記錄、報警、控制等。選用的依據(jù)如下：

（1）必須滿足工藝生產(chǎn)過程的要