壓力及壓差測(cè)量(上)課件.ppt

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1、熱工測(cè)量?jī)x表壓力及差壓測(cè)量1壓力測(cè)量的意義壓力是工質(zhì)熱力狀態(tài)的主要參數(shù)之一。熱力發(fā)電廠(chǎng)中需要測(cè)量壓力和差壓的地方很多，待測(cè)壓力范圍很寬，約從1KPa到24MPa。保證壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)于機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。例如：給水壓力、主蒸汽壓力、凝汽器真空、各處的油壓和煙風(fēng)道壓力等，都是運(yùn)行中需要經(jīng)常監(jiān)視的重要參數(shù)。此外，差壓測(cè)量還用于液位和流量的測(cè)量中。2壓力常用的基本單位壓力單位PaKgf/cm^2mmH2OmmHgmbaratm1Pa11.02*10^(-5)0.1027.501*10^(-3

2、)10^(-2)9.87*10^(-6)1kgf/cm^29.806*10^4110^4735.56980.60.96781mmH2O9.80610^(-4)17.3556*10^(-2)9.806*10^(-2)0.9678*10^(-4)1mmHg133.313.6*10^(-4)13.611.3331.1316*10^(-3)1mbar1000.102*10^(-2)10.20.750119.87*10^(-4)1atm10.13*10^41.03310.13*10^476010131表中mm

3、H2O值是按水溫4攝氏度和重力加速度9.80665m/s^2為計(jì)算，mmHg值是按水銀溫度為0攝氏度和重力加速度為9.80665m/s^2計(jì)算3壓力測(cè)量中的常用概念計(jì)示壓力（表壓力）：工程上壓力計(jì)的指示值，是被測(cè)絕對(duì)壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮毫χ?可正可負(fù))。絕對(duì)壓力：真實(shí)壓力相對(duì)壓力（壓差）（可正可負(fù)）正壓：壓力測(cè)量與差壓測(cè)量負(fù)壓：壓力測(cè)量與差壓測(cè)量真空度：表壓低于大氣壓力的表壓力的絕對(duì)值。4壓力測(cè)量的分類(lèi)依據(jù)測(cè)壓原理不同，分為：1.利用重力與被測(cè)壓力平衡測(cè)壓力(平衡法)：如液柱式壓力計(jì)和活塞式壓力計(jì)2.

4、利用彈性力和被測(cè)壓力平衡測(cè)壓力(變形法或彈性法)：如彈性式壓力計(jì)3.利用物質(zhì)其它與壓力有關(guān)的物理性質(zhì)測(cè)壓力：如半導(dǎo)體壓阻式傳感器和壓電式傳感器(電氣法)。5第二部分壓力信號(hào)的電變送方法6引言目前，一般將能夠感受壓力（差壓）并按一定規(guī)律將壓力（差壓）轉(zhuǎn)換成同種或別種性質(zhì)的輸出變量的儀表，稱(chēng)為壓力傳感器。輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器也稱(chēng)為變送器。由于電信號(hào)傳送方便，易于處理，大多數(shù)壓力傳感器以電量的形式輸出。7一、電位器式壓力傳感器電位器式壓力傳感器的原理是：把測(cè)壓彈性元件的輸出位移轉(zhuǎn)換成微型電位器滑動(dòng)觸點(diǎn)的

5、位移，從而把被測(cè)壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化，然后用動(dòng)圈式儀表或電子自動(dòng)平衡電橋來(lái)測(cè)量電阻值的變化。由于存在滑動(dòng)摩擦阻力（一般希望滑動(dòng)觸點(diǎn)在電位器上的滑動(dòng)力矩小于0.25g*cm），以及電位器易磨損、污染等問(wèn)題，因此這種電位器式壓力變送器在有振動(dòng)和有腐蝕性氣氛的環(huán)境中不宜采用。8二、電感式壓力（差壓）傳感器工作原理：彈性元件受壓力作用后產(chǎn)生的位移可改變磁路中空氣隙大小，或改變鐵芯與線(xiàn)圈之間的相對(duì)位置，使得線(xiàn)圈的電感量發(fā)生改變，從而使壓力變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換為線(xiàn)圈電感量變化的信號(hào)。根據(jù)這種原理構(gòu)成的壓力傳感

6、器形式很多，其中以差動(dòng)變壓器式應(yīng)用最廣泛，如下頁(yè)圖所示。9圖差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)1鐵芯；2初級(jí)線(xiàn)圈；3次級(jí)線(xiàn)圈；4骨架10當(dāng)鐵芯處于線(xiàn)圈中間位置時(shí)，由于初級(jí)線(xiàn)圈與上下兩端次級(jí)線(xiàn)圈的耦合情況相同，兩端次級(jí)線(xiàn)圈的感應(yīng)電勢(shì)e1和e2大小相等。又由于次級(jí)線(xiàn)圈反相串聯(lián)，故e1和e2相位相反，所以總的輸出電勢(shì)為0。當(dāng)鐵芯偏離中間位置時(shí)，輸出一交流電勢(shì)u，其大小取決于鐵芯位置偏移中間位置的大小，而相位取決于鐵芯處于中間位置以上還是以下，因此也決定了與初級(jí)線(xiàn)圈的輸入電勢(shì)是同相還是反相。實(shí)驗(yàn)證明鐵芯在一定范圍內(nèi)的位移與輸出

7、電勢(shì)大小的關(guān)系是線(xiàn)性的。差動(dòng)變壓器的工作原理11差動(dòng)變壓器的注意事項(xiàng)供電電流將受到線(xiàn)圈發(fā)熱的限制，特別是在低頻恒壓供電情況下，初級(jí)線(xiàn)圈發(fā)熱所引起電阻值變化會(huì)造成電流的變化，使輸出漂移。故初級(jí)線(xiàn)圈宜采用恒流供電。由于鐵芯等處渦流損失，供電頻率不宜太高使得靈敏度下降。在測(cè)量波動(dòng)壓力時(shí)，所選頻率至少要比壓力波動(dòng)的頻率高10倍。由于諧波分量的存在，實(shí)際上兩端次級(jí)線(xiàn)圈對(duì)稱(chēng)也不能保證鐵芯處于中間位置時(shí)輸出為零。另外由于兩線(xiàn)圈的電容不可能完全相同，所以?xún)蓚€(gè)次級(jí)線(xiàn)圈的相位差不可能正好是180。故在使用中應(yīng)對(duì)這種殘存

8、電勢(shì)加以限制，一般不超過(guò)最大輸出電勢(shì)的0.5％。12三、電容式壓力（差壓）變送器電容式壓力（差壓）變送器的基本工作原理：電容式壓力變送器中，以測(cè)壓彈性膜片為電容器的可動(dòng)極板，它與固定極板之間形成一可變電容。隨被測(cè)壓力變化，膜片產(chǎn)生位移，使電容器的可動(dòng)極板與固定極板之間的距離改變，從而改變了電容器的電容量，這樣就完成了壓力信號(hào)與電容量之間的變換。將激勵(lì)電壓加于電容器，產(chǎn)生的交變電流經(jīng)整流、控制、放大，輸出4—20mA直流電流。13結(jié)構(gòu)在常用的1151系列電容式變送器中，