北京化工大学：《过程装备控制技术及应用》课程电子教案（课件讲稿）第三章 过程检测技术 §3-3 压力测量

第3章 第3章 过程检测技术 §3-1测量基本知识 §32误差 §3-3压力测量 §3-4温度测量 §3-5流量测量 §3-6转速和转矩测量 §3-7液位测量

1 第3章 第3章 §3-1 测量基本知识 §3-2 误差 §3-3 压力测量 §3-4 温度测量 §3-5 流量测量 §3-6 转速和转矩测量 §3-7 液位测量 过程检测技术

3.3压力测量 压力概念及单位 压力定义：垂直而均匀作用在物体表面上的力。 基本公式： 式中： F 作用力； S一作用面积 P--压力。 国际单位制中压力的单位是帕斯卡

2 一．压力概念及单位 压力定义：垂直而均匀作用在物体表面上的力。 基本公式： 式中： F——作用力； S——作用面积； P----压力。 国际单位制中压力的单位是帕斯卡。 F P S  3.3 压力测量

工程中压力的单位有很多，如工程大 气压、标准大气压、毫米汞柱、毫米水柱 等等，因此使用时一定要正确的换算。 1工程大气压(at)=1kgf/cm2 =98066.5N/m2≈98kPa 1标准大气压(atm)三1.013×105Pa 1毫米汞柱(mmHg)=133.322Pa 1毫米水柱(mmlH,0)=9.80665Pa

3 工程中压力的单位有很多，如工程大 气压、标准大气压、毫米汞柱、毫米水柱 等等，因此使用时一定要正确的换算。 1工程大气压(at) = 1 kgf／cm2 =98066.5N／m 2 ≈ 98 kPa 1标准大气压(atm) = 1.013×105 Pa 1毫米汞柱(mmHg) = 133.322 Pa 1毫米水柱(mmH2 0) = 9.80665 Pa

二.常用的压力测量仪表分类 1.液柱式压力计一是将被测压力转化 为液柱的高度来进行测量的一种仪表。 2.弹性式压力计一是利用测量弹性敏 感元件在压力作用下产生的弹性变形的 大小来测量压力的一种仪表。 3.电测式压力计一是将被测压力转 化为电量进行测量的仪器

4 二．常用的压力测量仪表分类 1.液柱式压力计——是将被测压力转化 为液柱的高度来进行测量的一种仪表。 2.弹性式压力计——是利用测量弹性敏 感元件在压力作用下产生的弹性变形的 大小来测量压力的一种仪表。 3. 电测式压力计——是将被测压力转 化为电量进行测量的仪器

三 弹簧管式压力计 弹性式压力计使用弹簧管弹性元件作 为感受件。 原理：以弹性元件受压后产生的反作用 力与被测压力平衡。弹性元件的变形是 被测压力的函数，将压力的测量转换为 对弹性元件变形的测量

5 三. 弹簧管式压力计 弹性式压力计使用弹簧管弹性元件作 为感受件。 原理：以弹性元件受压后产生的反作用 力与被测压力平衡。弹性元件的变形是 被测压力的函数，将压力的测量转换为 对弹性元件变形的测量

10 8 图3-15弹簧管压力计 1一弹簧管：2一小齿轮：3一扇形齿轮； 4一拉杆；5一连杆调节螈钉：6一放大调节娜钉； 7一接头；8一刻度标尺；9一指针；10一游丝

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特点： 。 结构简单，使用方便，工作安全可靠； 无需反复保养，价格也比较便宜。 。 精度不太高，且需定期校验。 注：使用弹簧管压力计，要特别注意介 质的化学性质。 如测量氨气时必须采用铜质材料，测量氧 气时严禁沾有油脂

7 特点： • 结构简单，使用方便，工作安全可靠； • 无需反复保养，价格也比较便宜。 • 精度不太高，且需定期校验。 注：使用弹簧管压力计，要特别注意介 质的化学性质。 如测量氨气时必须采用铜质材料，测量氧 气时严禁沾有油脂

四.电阻应变式传感器 1.电阻应变式传感器概述 优点： (1)结构简单、体积小、精度高； (2)线性度好，灵敏度高； (3)滞后和蠕变都较小，疲劳寿命高； (4)容易与二次仪表相匹配； (5)管理和保养方便

8 四. 电阻应变式传感器 1．电阻应变式传感器概述 优点： (1)结构简单、体积小、精度高； (2)线性度好，灵敏度高； (3)滞后和蠕变都较小，疲劳寿命高； (4)容易与二次仪表相匹配； (5)管理和保养方便

2.工作原理 在弹性元件上粘贴电阻应变片，应变片随 传感器弹性元件一起变形，应变片将弹性元件 变形（应变）转换成电阻的变化，再通过仪表 (电阻应变仪)转换为电压或电流，并加以放大， 最后显示出压力值。 变形 △R/R △U/U 放大、显示 △L/L 电阻应变传感器测量过程

9 2．工作原理 在弹性元件上粘贴电阻应变片，应变片随 传感器弹性元件一起变形，应变片将弹性元件 变形(应变)转换成电阻的变化，再通过仪表 (电阻应变仪)转换为电压或电流，并加以放大， 最后显示出压力值。 变形 ΔL/L ΔR/R ΔU/U 放大、显示 电阻应变传感器测量过程

(1)电阻应变片的结构及工作原理 电阻应变片是电阻式传感器，以自身电阻的变 化反映机械应变量。 ①结构： 复盖层 电阻金属丝（或箔栅）； 引出线 基底 基底和覆盖层； 引出线： 电阻丝 L为丝栅长度 B为丝栅宽度。 10

10 （1）电阻应变片的结构及工作原理 电阻应变片是电阻式传感器，以自身电阻的变 化反映机械应变量。 ①结构 ： 电阻金属丝(或箔栅)； 基底和覆盖层； 引出线； L为丝栅长度 B为丝栅宽度