壓力檢測技術(shù)及儀表

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1、《過程檢測技術(shù)及儀表》3壓力檢測技術(shù)及儀表13.1概述3.2液柱式壓力計3.3彈性式壓力計3.4光纖壓力計3.5差壓變送器3.6電阻應變式壓力計3.7振頻式壓力計3.8壓力檢測儀表的選用內(nèi)容安排：23.1概述壓力為均勻而垂直作用于單位面積上的力。表達式為：式中，P——壓力；F——作用力；A——作用面積。在國際單位制(SI)和我國法定計量單位中，壓力的單位是“帕斯卡”，簡稱“帕”，符號為“Pa”。3過去采用的壓力單位有：“工程大氣壓”（即kgf/cm2）、“毫米汞柱”（即mmHg）、“毫米水柱”（即mmH2O）、“物理大氣壓”（即atm）等，均應

2、改為法定計量單位“帕”。壓力單位換算表4幾種不同的壓力表示方法：(1)絕對壓力:作用于物體表面積上的全部壓力,(2)大氣壓力:空氣柱重量所產(chǎn)生的壓力,(3)表壓力:絕對壓力與大氣壓力之差；當絕對壓力小于大氣壓力,則表壓力為負壓,如測爐膛和煙道氣體的壓力均是負壓。(4)差壓:任意兩個壓力之差稱為差壓。絕對壓力、表壓、負壓(真空度)的關系5原理與應用：以流體靜力學原理來測量壓力。采用水銀或水為工作液,用U型管或單管進行測量,常用于低壓、負壓或壓力差的測量。3.2液柱式壓力計圖示的U形管內(nèi)裝有一定數(shù)量的液體,U形管一側(cè)通壓力p1,另一側(cè)通壓力p2。當

3、p1=p2時,左右兩管的液體高度相等。當p1

4、彈簧管可用于高、中、低壓和真空度的測量。9圖為利用彈性形變測壓原理圖。當通入被測壓力p時,彈簧被壓縮并產(chǎn)生一彈性力與被測壓力平衡,彈簧被壓縮后產(chǎn)生的彈性位移量Δx與被測壓力Δp的關系符合胡克定律,表示為測量壓力就變?yōu)闇y量彈性元件的位移量Δx。金屬彈性元件都具有不完全彈性，即在所加作用力去除后，彈性元件會表現(xiàn)殘余變形、彈性后效和彈性滯后等現(xiàn)象，這將會造成測量誤差。彈性元件特性與選用的材料和負載的最大值有關。若要減小這方面的誤差，則應注意選用合適的材料，加工成形后進行適當?shù)臒崽幚淼取?0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,使

5、彈簧管有伸直的趨勢而產(chǎn)生力矩,結(jié)果使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移,改變中心角。中心角的相對變化量與被測壓力有如下的函數(shù)關系:3.3.2彈簧管壓力表11如果a=b，則Δθ=0，這說明具有均勻壁厚的圓形彈簧管不能用作測壓敏感元件。對于單圈彈簧管，中心角變化量Δθ比較小，要提高Δθ，可采用多圈彈簧管。12彈簧管壓力表被測壓力由接頭9通入,迫使彈簧管1的自由端產(chǎn)生位移,通過拉桿2使扇形齒輪3作逆時針偏轉(zhuǎn),于是指針5通過同軸的中心齒輪4的帶動而作順時針偏轉(zhuǎn),在面板6的刻度標尺上顯示出被測壓力的數(shù)值。1-彈簧管；2-拉桿；3-扇形齒輪；4-中心齒輪；5-指針；6

6、-面板；7-游絲；8-調(diào)節(jié)螺釘；9-接頭13電接點信號壓力表1，4—靜觸點；2—動觸點；3—綠燈；5—紅燈壓力表指針上有動觸點2，表盤上另有兩根可調(diào)節(jié)指針，上面分別有靜觸點1和4。當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)。143.3.3膜盒壓力計普通型膜盒壓力計原理圖1-膜盒；2-連桿；3-絞鏈塊；4-拉桿；5-曲柄；6-轉(zhuǎn)軸；7-平衡片；8-游絲；9-指針；10-刻度盤其壓力-位移轉(zhuǎn)換元件是金屬膜盒，常用來測量幾百至

7、幾萬帕以下的無腐蝕性氣體的正壓或負壓。被測壓力p經(jīng)導壓管引入膜盒1中，使膜盒產(chǎn)生彈性變形位移，此位移經(jīng)一系列傳動后，使指針7作相應的偏轉(zhuǎn)，進而在刻度盤上顯示出被測壓力的數(shù)值。游絲10用以消除傳動間隙的影響。因為膜盒產(chǎn)生的彈性變形位移與被測壓力成正比，所以該儀表具有線性刻度。膜盒壓力表金屬膜片金屬膜盒153.3.4波紋管壓力計可實現(xiàn)信號遠傳的波紋管壓力計波紋管163.3.5壓阻式壓力計壓阻式壓力計的壓力敏感元件是壓阻元件，它是基于壓阻效應工作的。所謂壓阻元件，實際上就是指在半導體材料的基片上用集成電路工藝制成的擴散電阻，當它受外力作用時，其阻值由

8、于電阻率的變化而改變。擴散電阻正常工作時需依附于彈性元件，常用的是單晶硅膜片。優(yōu)點：體積小，結(jié)構(gòu)簡單，能直接反映微小的壓力變化，動態(tài)響應好。缺點：敏感