第2章23 壓力檢測

1§2.3壓力檢測壓力的表示：絕對壓力單位面積所受到的力相對壓力〔表壓p〕絕對壓力與大氣壓之差真空度大氣壓與絕對壓力之差差壓任意兩個壓力之差稱為差壓。絕對壓力真空度表壓標準大氣壓p0壓力單位及表示方式絕對壓力2壓力〔壓強〕的單位壓強〔俗稱壓力〕：單位面積所受到的垂直作用力。工程上的“壓力〞與力學中的“壓力〞不表示同一個概念。帕PaN/m2毫米汞柱mm兆帕MPa106N/m2水柱m工程大氣壓10mmH2O巴bardyn/cm2物理大氣壓20oC海平面psilb/in23壓力儀表分類1、液柱式壓力計2、彈性式壓力計3、電氣式壓力計4、活塞式壓力計4一.液柱式壓力測量1測量原理：p=ρgh所以h=p/gρ

5一.液柱式壓力測量2.誤差分析(1)溫度誤差(2)安裝誤差(3)重力加速度誤差(4)傳壓介質誤差(5)讀數(shù)誤差6一.液柱式壓力測量3.特點優(yōu)點:直觀、數(shù)據(jù)可靠、準確度較高缺點：測低壓或差壓、易破損、就地指示7二.活塞式壓力檢測測量原理：

P=G/S

精確度高常用作標準儀表，檢驗其它壓力計8三.

彈性式壓力檢測工作原理：采用彈性元件將壓力大小轉換為位移量，再通過機械傳動和放大，推動指針偏移。9根據(jù)敏感元件形式的不同可以分為：彈簧管式壓力計薄膜式壓力計波紋管式壓力計彈性元件微小位移指針位移機械傳動、放大等壓力1011特點：結構簡單，價格廉價，使用和維修方便電遠傳霍爾元件位移電信號12§2.3電氣式壓力計與信號轉換壓力電氣式壓力計通常兩局部組成：一次儀表〔壓力探頭〕：將壓力轉換為微弱電參數(shù)；二次儀表：將微弱電參數(shù)轉換為標準電信號。電阻/電壓等測量線路＋顯示等壓力微弱電信號標準電信號壓力敏感元件13電氣式壓力計一次探頭常見壓力敏感元件〔壓力探頭〕有：壓電材料；應變片；壓阻元件；電容式壓力傳感器；14壓電式傳感器壓電材料：石英、壓電陶瓷等特點：結構簡單、緊湊、小巧輕便、線性度好變換原理:壓電效應F+q=DF15天然形成的石英晶體16壓電陶瓷外形17粘貼位置

將高分子壓電測振薄膜粘貼在玻璃上，可以感受到玻璃破碎時會發(fā)出的振動，并將電壓信號傳送給集中報警系統(tǒng)。1.玻璃打碎報警裝置182．壓電式周界報警系統(tǒng)

〔用于重要位置出入口、周界平安防護等〕

將長的壓電電纜埋在泥土的淺表層，可起分布式地下麥克風或聽音器的作用，可在幾十米范圍內(nèi)探測人的步行,對輪式或履帶式車輛也可以通過信號處理系統(tǒng)分辨出來。193.交通監(jiān)測將高分子壓電電纜埋在公路上，可以獲取車型分類信息〔包括軸數(shù)、軸距、輪距、單雙輪胎〕、車速監(jiān)測、收費站地磅、闖紅燈拍照、停車區(qū)域監(jiān)控、交通數(shù)據(jù)信息采集〔道路監(jiān)控〕及機場滑行道等。將兩根高分子壓電電纜相距假設干米，平行埋設于柏油公路的路面下約5cm，可以用來測量車速及汽車的載重量，并根據(jù)存儲在計算機內(nèi)部的檔案數(shù)據(jù)，判定汽車的車型。20電阻應變式壓力計電線的電阻為：R=L/S當電線受到拉〔應〕力作用時，L變大，S變小，R變大。當粘一組串聯(lián)平行細導線〔電阻應變片〕的金屬〔彈性元件〕因壓力變化而發(fā)生微小變形〔應變〕時，細導線的電阻隨之發(fā)生變化。從而，將壓力參數(shù)轉化為電阻參數(shù)。壓力變化彈性變形電阻變化2122應變片測量電路VER1R2R3R423應變片在懸梁臂上的粘貼24應變式荷重傳感器的外形

及應變片的粘貼位置FR1R2R425應變式荷重傳感器外形及受力位置〔續(xù)〕FF26應變式荷重傳感器外形及受力位置〔續(xù)〕FF27荷重傳感器原理演示

荷重傳感器上的應變片在重力作用下產(chǎn)生變形。軸向變短，徑向變長。

28汽車衡29汽車衡〔以下參考北京遠亞興業(yè)商貿(mào)資料〕30汽車衡稱重系統(tǒng)31人體稱32壓阻式傳感器原理：壓阻效應材料：單晶硅膜片特點：體積小，結構簡單，應用廣，易受溫度影響。Ri1Ri2Ri3Ri433Ri1Ri2Ri3Ri4IS不受壓時：Ri1＝Ri2＝Ri3＝Ri4＝R受壓時：△Ri1＝△Ri4＝r1

△Ri2＝△Ri3＝r2＋US－34高壓進氣口低壓進氣口35投入式液位計

壓阻式固態(tài)壓力傳感器用于投入式液位計：p1的進氣孔用柔性不銹鋼隔離膜片隔離，并用硅油傳導壓力而與液體相通。

36投入式液位計外形〔續(xù)〕

壓阻式固態(tài)壓力傳感器

光柱顯示器

橡膠背壓管

37

電容式傳感器變換原理:將壓力的變化轉化為電容量變化兩平行極板組成的電容器,它的電容量為:+++dA

d、A或ε發(fā)生變化時，都會引起電容的變化。38++++++靈敏度39差動式電容傳感器電容器的電容量：C=A/d膜片發(fā)生位移，電容量發(fā)生變化。膜片固定極板引線p1p240差動式電容檢測提高了靈敏度，線性特性明顯改善。差動式差動式的靈敏度電容總的變化為c1c2c1c241各種電容式壓力變送器外形法蘭42各種電容式壓力變送器外形〔續(xù)〕43電氣壓力計前置放大器傳感元件的參量變化通常是非常微弱的，不能進行遠距離傳送，需要進行初步放大。電阻和電容傳感器一般采用電橋放大，以電壓方式輸出R1R4R2R3Uo44三、壓力檢測儀表的選型選型內(nèi)容：量程的選擇；精度等級：根據(jù)工藝需要確定。類型選擇45功能：顯示、報警、記錄、傳送〔數(shù)字、模擬〕；介質條件：溫度、腐蝕性、粘度、臟污程度等；如：氨氣表防腐，氧氣表禁油。環(huán)境條件：溫度、震動、電磁場等。工作壓力不小于1/3量程，不大于2/3〔1/2〕量程。盤面大小應方便安裝和觀察。類型選擇測量范圍46例2－4工作壓力范圍：0.4～0.6MPa測量誤差不大于被測壓力的4％選用1.5級的儀表選用測量范圍為0～1.0MPa47常見壓力傳感器外形

工業(yè)壓力變送器數(shù)字壓力變送器通用壓力變送器隔離壓力變送器高溫壓力變送器隔離壓差變送器隔離液位變送器微壓變送器電容壓力變送器隔膜壓力變送器絕壓變送器雙膜壓差變送器微型探針壓力計暖風空調(diào)壓力計濕式壓力變送器本安壓力變送器OEM血壓計OEM壓力芯片48三、壓力計的安裝安裝事項：取壓位置：由工藝條件確定；盡量防止渦流影響；防止流速影響；防止導壓管產(chǎn)生壓差。隔離：溫度隔離：采用銅管散熱；腐蝕性隔離：采用隔離箱〔凝液管〕；臟污隔離：采用空氣包。49引壓〔取壓〕——在檢測對象上開設的引出介質壓力的孔堵：固體顆粒〔過濾、除塵器〕；結晶〔隔離罐〕腐蝕性介質〔防腐性能的壓力表、隔離罐〕測量高溫介質，蒸汽〔冷凝器〕集液器，測