武汉理工大学：《调节仪表与过程控制系统》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 过程参数的检测（3.2）压力检测

的儿化学院 alnioTenlon 第3章过程参数的检测 概述 口压力检测 温度检测 流量检测 物位检测 口成分和物性参数的检测 软测量技术简介 NEXT

第3章 过程参数的检测 ❑ 概述 ❑ 压力检测 ❑ 温度检测 ❑ 流量检测 ❑ 物位检测 ❑ 成分和物性参数的检测 ❑ 软测量技术简介

的儿化学院 alnioTenlon 3.2压力检测 压力的表示方法 检测方法的分类 液柱式压力检测 弹性式压力检测 电气式压力检测 智能式压力变送器 压力检测仪表的选用和安装 NEXT

3.2 压力检测 压力的表示方法 检测方法的分类 液柱式压力检测 弹性式压力检测 电气式压力检测 智能式压力变送器 压力检测仪表的选用和安装

动能学院 drool alnioTenlon 321压力的表示方法 大气压p0 三种压力表示方法绝对压力 pe P 101325×105Pa 表压力 P 负压或真空度ph pa 绝对压力零线 绝对压力是指物体所受的实际压力。 表压是指一般压力表所测得的压力,它是高于大 气压力的绝对压力与大气压力之差,即 Ph=Ppo-p Bomd

三种压力表示方法 绝对压力 pa 表压力 p 负压或真空度 ph 3.2.1 压力的表示方法 pa 绝对压力零线 p ph pa 大气压p0 1.01325×105Pa 绝对压力是指物体所受的实际压力。 表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大 气压力的绝对压力与大气压力之差，即 a 0 p p p = − h a 0 p p p = −

动能学院 drool alnioTenlon 真空度是指大气压与低于大气压 的绝对压力之差,有时也称为负 大气压p0 101325×105P 压,即 P pa 绝对压力零线 由于各种工艺设备和检测仪表通常是处于大气之中,本 身就承受着大气压力,因此工程上通常采用表压或者真空 度来表示压力的大小,一般的压力检测仪表所指示的压力 也是表压或者真空度 除特殊说明之外,以后所提及的压力均指表压

真空度是指大气压与低于大气压 的绝对压力之差，有时也称为负 压，即 由于各种工艺设备和检测仪表通常是处于大气之中，本 身就承受着大气压力，因此工程上通常采用表压或者真空 度来表示压力的大小，一般的压力检测仪表所指示的压力 也是表压或者真空度。 pa 绝对压力零线 p ph pa 大气压p0 1.01325×105Pa 除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压

322压力检测方法的分类 的儿化学院 alnioTenlon 目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多,根据敏感元件和转 换原理的不同,一般分为四类: (1)液柱式压力检测采用充有水或水银等液体的玻璃U形管或单管进行测量。 (2)弹性式压力检测根据弹性元件受力变形的原理,将被测压力转换成位移进 行测量的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。 (3)电气式压力检测利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量进行测量的 仪表,如电阻、电荷量等。 (4)活塞式压力检测它是根据液压机液体传送压力的原理,将被测压力转换成 活塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。 活塞式压力计的测量精度较高,允许误差可以小到005%~002%, 它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。 mn NEXT

3.2.2 压力检测方法的分类 目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转 换原理的不同，一般分为四类： (1)液柱式压力检测 采用充有水或水银等液体的玻璃U形管或单管进行测量。 (2)弹性式压力检测 根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移进 行测量的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。 (3)电气式压力检测 利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量进行测量的 仪表，如电阻、电荷量等。 (4)活塞式压力检测 它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成 活塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。 活塞式压力计的测量精度较高，允许误差可以小到0.05％～0.02％， 它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定

动能学院 3.2.3液柱式压力检测 alnioTenlon pI p2 pI p2 液柱式压力检测是以液体静力学原理为 基础的,它们一般采用水银或水为工作液, h 用U型管进行测量,常用于较低压力、负 玉或压力差的检测。 p=p,-p,=pgh 特点:直观、可靠、准确度较高等,但U形管只能测 量较低的压力或差压,为了便于读数,U形管一般是 用瓌璃做成,易破损,另外它只能进行现场指示

3.2.3 液柱式压力检测 液柱式压力检测是以液体静力学原理为 基础的，它们一般采用水银或水为工作液， 用U型管进行测量，常用于较低压力、负 压或压力差的检测。 p1 p2 p1 p2 h (a) (b) 2 1  = − = p p p gh  特点：直观、可靠、准确度较高等，但U形管只能测 量较低的压力或差压，为了便于读数，U形管一般是 用玻璃做成，易破损，另外它只能进行现场指示

的儿化学院 drool alnioTenlon 用U形管进行压力检测,其误差来源主要有: ①温度误差——由使用环境温度的变化引起的测量误差。 它主要包括两个方面:一是标尺长度随温度的变化 (要求U形管材料的温度系数极小);二是工作液密度随 温度的变化。例如水,当温度从10℃变到20℃时,其密 度从9998kg/m3减小到998.3kg/m3,相对变化量为0.15 ②安装误差—当U形管安装不垂直时将会产生安装误差 例如若倾斜5°,读数误差约0.38% NEXT

①温度误差——由使用环境温度的变化引起的测量误差。 它主要包括两个方面：一是标尺长度随温度的变化 （要求U形管材料的温度系数极小）；二是工作液密度随 温度的变化。例如水，当温度从10℃变到20℃时，其密 度从999.8kg/m3减小到998.3kg/m3 ，相对变化量为0.15 ％。 ②安装误差——当U形管安装不垂直时将会产生安装误差。 例如 若倾斜5°，读数误差约0.38％。 用U形管进行压力检测，其误差来源主要有：

动能学院 drool 3.2.4弹性式压力检测 alnioTenlon 弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的_种检测方法。 P P P 平薄膜 波纹膜 波纹管单圈弹簧管多圈弹簧管 膜片受压力作用产生位移,可直接带动传动机枃指示。但是膜片的位移较小,灵敏度低,指示精度不高, 一般为2.5级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用,通过膜片和转换元件把压力转换成电信号; 波纹管的位移相对较大,一般可在其顶端安装传动机构,带动指针直接读数。其特点是灵敏高(特别是在 低压区),常用于检测较低的力(1.0~10Pa),但波纹管迟滯误差软大,精度一般只能达到1.5级 弹簧管结构简单、使用方便、价格低廉,它使用范围广,测量范围宽,可以测量负压、微压、低压、中压 和高压,因此应用十分广泛。根据制造的要求,仪表精度最高可达0.15级

3.2.4 弹性式压力检测 弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。 x p x p x p x p x p x x x x x 平薄膜 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管 膜 片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。但是膜片的位移较小，灵敏度低，指示精度不高， 一般为2.5级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号； 波纹管的位移相对较大，一般可在其顶端安装传动机构，带动指针直接读数。其特点是灵敏高（特别是在 低压区），常用于检测较低的压力（1.0～106Pa），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到1.5级； 弹簧管结构简单、使用方便、价格低廉，它使用范围广，测量范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压 和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达0.15级

x的动能学院 alnioTenlon P, P, px P, P 平薄膜 波纹膜 波纹管单圈弹簧管多圈弹簧管 膜片受压力作用产生位移,可直接带动传动机构指示。但是膜片的位移 较小,灵敏度低,指示精度不高,一般为25级。膜片更多的是和其他转 换元件合起来使用,通过膜片和转换元件把压力转换成电信号; 波纹管的位移相对较大,一般可在其质端安装传动机构,带动指针直接读 数。其特点是灵敏高(特别是在低压区),常用于检测较低的压力(10 10Pa),但波纹管迟滯误差较大,精度一般只能达到1.5级; 弹簧管结构简单、使用方便、价格低廉,它使用范围广,测量范围宽,可 以测量负压、微压、低压、中压和高压,因此应用十分广泛。根据制造的 要求,仪表精度最高可达0.15级。 mn NEXT

x p x p x p x p x p x x x x x 平薄膜 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管 膜 片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。但是膜片的位移 较小，灵敏度低，指示精度不高，一般为2.5级。膜片更多的是和其他转 换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号； 弹簧管结构简单、使用方便、价格低廉，它使用范围广，测量范围宽，可 以测量负压、微压、低压、中压和高压，因此应用十分广泛。根据制造的 要求，仪表精度最高可达0.15级。 波纹管的位移相对较大，一般可在其顶端安装传动机构，带动指针直接读 数。其特点是灵敏高（特别是在低压区），常用于检测较低的压力（1.0～ 106Pa），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到1.5级；

弹簧管和弹簧管压力寝 B 弹簣管是横截面呈非圆形(椭圆形或扁圆 形),弯成圆弧状(中心角常为270°)的空 管子 管子的一端为封闭,另一端为开口。闭口端作为自由端,开口端作为固 定端。 被测压力介质从开口端进入并充满弹簧管的整个内腔,由于弹簧管的非 圆横截面,使它有变成圆形并伴有伸直的趋势而产生力矩,其结果使弹 簧管的自由端产生位移,同时改变其中心角。 NEXT

——弹簧管和弹簧管压力表 弹簧管是横截面呈非圆形（椭圆形或扁圆 形），弯成圆弧状（中心角常为270°）的空 心管子。 管子的一端为封闭，另一端为开口。闭口端作为自由端，开口端作为固 定端。 被测压力介质从开口端进入并充满弹簧管的整个内腔，由于弹簧管的非 圆横截面，使它有变成圆形并伴有伸直的趋势而产生力矩，其结果使弹 簧管的自由端产生位移，同时改变其中心角