1、3.2壓力檢測(cè)及修正器、壓力的表示方法檢測(cè)方法的分類液柱式壓力檢測(cè)彈性式壓力檢測(cè)電氣式壓力檢測(cè)智能式壓力變送器壓力檢測(cè)修正的選擇和安裝，3種壓力表示方法，絕對(duì)壓力pa表壓力p負(fù)壓或真空度ph，3.2.1壓力的表示方法，絕對(duì)壓力是指物體受到的表壓是指一般壓力修正測(cè)量的壓力，是比大氣壓高的絕對(duì)壓力和大氣壓的差，真空度是比大氣壓低的絕對(duì)壓力的差，有時(shí)也稱為負(fù)壓，除非另有說(shuō)明，后述的壓力是指表壓。 3.2.2壓力檢測(cè)方法的分類，有許多現(xiàn)在工業(yè)上常用的壓力檢測(cè)方法和壓力檢測(cè)修正，根據(jù)傳感器和轉(zhuǎn)換原理，(1)液柱式壓力檢測(cè)一般采用充滿水、汞等液體的玻璃u形管或單管進(jìn)行測(cè)量。 (2)彈性式壓力檢測(cè)這是根據(jù)彈

2、性要素受到的力變形的原理，將被測(cè)量壓力變換為位移進(jìn)行測(cè)量。 常見(jiàn)的彈性元件包括彈簧管、膜片、波紋管等。 (3)用電氣式壓力檢測(cè)傳感器將被測(cè)定壓力直接轉(zhuǎn)換成各種電量進(jìn)行測(cè)定的修正器，例如電阻、電荷量等。 (4)活塞式壓力檢測(cè)這是根據(jù)液壓機(jī)的液體輸送壓力的原理，將被測(cè)定壓力變換為施加在活塞面積上的平衡錘的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行測(cè)定。 活塞式壓力校正的測(cè)量精度高，容許誤差小，為0.050.02，作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被廣泛應(yīng)用于壓力檢測(cè)校正的檢定。 3.2.3液柱式壓力測(cè)定，基于液體靜力學(xué)原理，一般用汞或水作工作液，用u型管進(jìn)行測(cè)定，常用于低壓、負(fù)壓或壓差的測(cè)定。 特點(diǎn)：直觀、可靠、精度高，但u形管只能測(cè)量低壓或差壓，為

3、了方便閱讀，u形管一般由玻璃制成，易破損，且只能現(xiàn)場(chǎng)指示。 用u形管進(jìn)行壓力檢測(cè)，其誤差源主要是使用環(huán)境溫度的變化引起的測(cè)定誤差，例如工作液密度的變化。 例如，水的密度在溫度從10變化到20時(shí)，其密度從999.8kg/m3減少到998.3kg/m3，相對(duì)變化量為0.15。 安裝誤差如果u字管的安裝不垂直，將發(fā)生安裝誤差。 例如，如果傾斜5度，則讀取誤差約為0.38。 3.2.4彈性式壓力檢測(cè)、彈性式壓力檢測(cè)是用彈性元件將壓力變換為彈性元件的位移的檢測(cè)方法。 膜片受到壓力而位移，可直接移動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的指示。 但是，與其他轉(zhuǎn)換元件組合使用，經(jīng)常用隔膜和轉(zhuǎn)換元件將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的波紋管的位移相對(duì)較大

4、，在其前端安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以直接讀取指針。 其特點(diǎn)為高靈敏度(特別是低壓區(qū))，常用于檢測(cè)低壓(1.0106Pa )，波紋管延遲誤差大，精度一般只達(dá)到1.5級(jí)的彈簧管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于使用、廉價(jià)、使用范圍廣、測(cè)量范圍廣、負(fù)壓、微壓根據(jù)制造要求，修正器精度最高可達(dá)0.15級(jí)。 彈簧管和彈簧管壓力修正是橫截面為非圓形(橢圓形或扁平圓形)、圓弧狀(中心角始終為270 )的中空管。 管子的一端封閉，另一端開(kāi)口。 閉口端為自由端，開(kāi)口端為固定端。 被測(cè)定壓力介質(zhì)從開(kāi)口端進(jìn)入，充滿彈簧管的內(nèi)腔整體，由于彈簧管的非圓橫截面，有變成圓形而延伸的傾向，因此產(chǎn)生力矩，其結(jié)果，彈簧管的自由端變位，并且其中心角變化。關(guān)于位

5、移量(中心角變化量)和加壓力，式中的0是彈簧管中心角的初始角，式中的0是彈簧管中心角的初始角，式中的0是彈簧管中心角的初始角，作為受壓后的中心角的變化量的r是彈簧管的彎曲圓弧的外半徑，h是管壁的厚度、1彈簧管2拉桿3扇形齒輪4中心齒輪5指針6面板7游絲8調(diào)節(jié)螺釘9接頭圖3-6彈簧管壓力修正，彈簧管自由端b的位移量一般較小，需要由放大機(jī)構(gòu)指示，為了增大彈簧管自由端的位移量，也可以采用與單圈彈簧管相同的原理。 單圈彈簧管壓力修正是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)最普遍的定位指示式壓力修正(也有電觸點(diǎn)輸出的彈簧管壓力修正)，彈簧管壓力修正結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格便宜，測(cè)量范圍廣，可測(cè)量負(fù)壓、微壓、低壓、中壓和高壓，一般工業(yè)

6、用彈簧管壓力修正的精度等級(jí)為1.5級(jí)組成：壓力傳感器測(cè)量電路信號(hào)處理裝置，常用電表為電阻、電感、電容、電壓等。 常見(jiàn)的壓力傳感器有霍爾片式壓力傳感器和應(yīng)變式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器力矩平衡式壓力傳感器靜電容量式壓力傳感器。 應(yīng)變板式壓力變送器，由金屬或半導(dǎo)體材料制作的電阻體的電阻值，可以表示當(dāng)外力作用于電阻體時(shí)，電阻體的長(zhǎng)度、截面積或電阻率變化，即其電阻值也變化。 這種尺寸變化引起的電阻值的變化稱為畸變效應(yīng)。 應(yīng)變計(jì)多以金屬材料為主，一般與彈性元件一起使用。 應(yīng)變筒的上端與外殼固定，下端與不銹鋼密封膜片3緊貼，應(yīng)變片r1和r2與應(yīng)變筒的外壁用粘接劑緊貼，在筒體之間不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。 r1沿應(yīng)變

7、筒的軸向粘貼，作為測(cè)定片的r2沿徑向粘貼，作為溫度補(bǔ)償片。 圖中應(yīng)變片r1、r2的靜態(tài)性能完全相同。 當(dāng)外力作用于膜片時(shí)，彈性筒的軸向受壓，在應(yīng)變片r1上產(chǎn)生軸向應(yīng)變，電阻值變小，另一方面，應(yīng)變儀r2受到軸向的壓縮，引起徑向的伸長(zhǎng)，電阻值變大。 實(shí)際上，r2的變化量比r1的變化量小，r2的主要作用是溫度補(bǔ)償。 壓阻式(擴(kuò)散硅)壓差變壓變送器，將電阻率的變化引起的電阻值的變化稱為壓阻效應(yīng)。 半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)比較顯著。 用作壓阻式傳感器的襯底材料主要為硅片和鍺芯片，單晶硅材料純粹，功耗小，延遲和蠕變極小，機(jī)械穩(wěn)定性好，并且傳感器的制造技術(shù)與硅集成電路工藝兼容， 將擴(kuò)散硅壓阻傳感器作為檢測(cè)元件，

8、測(cè)定部分?jǐn)U散硅壓阻傳感器，使被測(cè)定壓差p成比例地為不平衡電壓US，1 .負(fù)壓室2 .正壓室3 .硅杯4 .導(dǎo)線5 .硅片，測(cè)定部分惠斯通電橋，非壓力時(shí)： ri1ri 此類傳感器的缺點(diǎn)在于擴(kuò)散電阻具有溫度效應(yīng)且易受周圍溫度的影響。 結(jié)論霍爾效應(yīng)和霍爾元件、霍爾效應(yīng)置于磁場(chǎng)中的靜止通電導(dǎo)體，其電流方向和磁場(chǎng)方向不一致時(shí)，通電導(dǎo)體在電流和平行于磁場(chǎng)方向的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 該電位稱為霍爾電位。 如后圖所示，在與外部磁場(chǎng)b垂直的方向上設(shè)置導(dǎo)電板，在導(dǎo)電板中流過(guò)電流I，方向如圖所示。 導(dǎo)電板中的電流通過(guò)電場(chǎng)使金屬中的自由電子進(jìn)行取向運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，按每個(gè)電子受到洛倫茲力fl的作用，

9、fl的大小是fl=eBv、霍爾效應(yīng)原理圖、霍爾電位的校正公式，其中，RH稱為霍爾常數(shù)。 由上式可知，霍爾電位與激勵(lì)電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度及其霍爾常數(shù)RH成比例。 為了提高霍爾常數(shù)，霍爾元件大多形成為片狀。 目前常用的霍爾元件材料有鍺、硅、砷化銦、銻化銦等半導(dǎo)體材料。 一些霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用實(shí)例：霍爾校正數(shù)裝置的工作圖像和電路圖、靜電電容式差壓變送器、靜電電容式差壓變送器采用差動(dòng)電容作為檢測(cè)元件，主要包括測(cè)量部件和轉(zhuǎn)換放大電路兩部分：靜電電容式壓力變送器目前在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用得非常廣泛電容式壓力變送器在將壓力變化轉(zhuǎn)換為電容變化之后進(jìn)行測(cè)量。 從電容式差壓變送器的原理圖來(lái)看，傳感器有左右的固定極

10、板，兩個(gè)固定極板之間有彈性材料制的測(cè)量隔膜，作為電容的中央可動(dòng)極板，測(cè)量隔膜兩側(cè)的空洞里充滿了硅油。 電容式差壓變送器的結(jié)構(gòu)能有效地保護(hù)測(cè)量隔膜，如果差壓過(guò)大超過(guò)允許測(cè)量范圍，測(cè)量隔膜光滑地粘在玻璃凹球面上難以破損，與轉(zhuǎn)矩平衡式相比，由于沒(méi)有電容式杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以尺寸緊湊，密封性好是在普通的壓力和壓差傳感器中追加了微處理器電路的智能檢測(cè)修訂。 特點(diǎn)：可遠(yuǎn)程通信。 智能型壓力變送器通過(guò)編制各種程序，使變送器具有自我修正、自我補(bǔ)償、自我診斷定及錯(cuò)誤方式警報(bào)等多種功能。AP-40放大器分離型壓力傳感器、AP-40放大器分離型壓力傳感器規(guī)格殘奧表、3.2.5壓力傳感器的選擇和安裝、其他的修正器也基本

11、適用，壓力傳感器的選擇、三個(gè)方面的選擇根據(jù)生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行壓力檢查、被測(cè)量介質(zhì)的該儀表是能夠以規(guī)定的精度測(cè)量被測(cè)量物的范圍的關(guān)鍵：在由被測(cè)量殘奧儀表的大小決定的同時(shí)，必須考慮被測(cè)量物可能發(fā)生的異常的超壓狀況，儀表的范圍選擇必須有充分的馀量。 測(cè)定穩(wěn)定壓力：最大工作壓力Pimax不超過(guò)上限值Pmax的2/3的測(cè)定脈動(dòng)壓力：最大工作壓力Pimax不超過(guò)上限值Pmax的1/2的測(cè)定高壓壓力：最大工作壓力Pimax不超過(guò)上限值Pmax的3/5的最小工作壓力Pimin不超過(guò)上限值Pmax的1/3 不要！ 量程、修正器精度由生產(chǎn)允許的最大誤差決定。 也就是說(shuō)，實(shí)際的被測(cè)壓力容許的最大絕對(duì)誤差必須比修正器的

12、基本誤差小。 在選型時(shí)，只要堅(jiān)持節(jié)約原則，測(cè)量精度能夠滿足生產(chǎn)要求，就沒(méi)有必要追求高精度的修正器。 正確選擇修正裝置類型、修正裝置類型是保證修正裝置的正常動(dòng)作和安全生產(chǎn)的前提。 主要是，校正器的材料輸出信號(hào)類型的使用環(huán)境、校正器的材料、壓力檢測(cè)(校正器)的特征是在選擇校正器材料時(shí)綜合地考慮校正器的操作條件，因?yàn)閴毫鞲衅魍ǔＥc被測(cè)量介質(zhì)直接接觸。 例如，對(duì)于腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)，請(qǐng)使用不銹鋼等彈性要素或傳感器要素。對(duì)于氨氣對(duì)銅的腐蝕性極強(qiáng)，因此要求修正器的材料不允許使用銅或銅合金。如氧氣用壓力修正那樣，結(jié)構(gòu)或材質(zhì)與通常的壓力修正完全相同輸出信號(hào)類型只需觀察壓力變化，就可以選擇彈簧管壓力修正、液柱式壓力修正等直接指示類型的修正器，如果需要將壓力信號(hào)遠(yuǎn)程傳遞到控制室或其他電動(dòng)修正器，可以選擇具有電氣壓力檢