第五章压力测量及其仪表.pptVIP

2．霍尔压力变送器 （1）霍尔效应：把半导体单晶薄片置于磁场B中，如果在它的两个纵向面上通以一定大小的电流，则在晶体的两个横向端面之间出现电势UH，叫霍尔效应，产生的电势称为霍尔电势。 霍尔常数 (2)霍尔电势的产生： 将固定在弹性元件上的霍尔片放置在一非均匀磁场中，在这区间，磁场强度具有均匀的梯度，当霍尔片在弹性元件的带动下偏离正中位置，通过霍尔片的磁场强度发生变化，霍尔片就有正比于位移的霍尔电势产生。 二．压电式压力传感器 压电效应：压电材料在受压时会在其表面产生电荷，产生的电荷量与所受的压力成正比。 压电材料：单晶体，例如石英、酒石酸钾钠等 多晶体，例如压电陶瓷，在没有极化之前，因各单晶体的压电效应都互相抵消表现为电中性，为此必须对压电陶瓷先进行极化处理，经极化处理的压电陶瓷具有非常高的压电系数，为石英的几百倍。 特点：结构简单、紧凑，小巧轻便，工作可靠，具有线性度高量程范围大等优点。 缺点：但是由于产生的电荷量少，因此后续需加高阻抗的直流放大器。由于晶体边缘上存在漏电现象，因此不能用于稳态测量。 压电式压力传感器结构 三．固体压阻式压力压差传感器 原理： 电阻的尺寸发生变化，例如电阻的长度、横截面积发生变化将引起电阻的变化。 电阻的电阻率发生变化也将引起电阻阻值的变化。 分类：①应变片：受压时，电阻的尺寸L、S发生变化，引起电阻的变化。 ②半导体扩散硅：在压力的作用下，电阻率发生变化。 通常半导体扩散硅电阻变化的灵敏度要远远高于应变片，大约为100倍。 公式： 第五节 压力检测仪表的选择与校验 一．压力检测仪表的选择 ①测压范围，②被测介质的物理化学性质，③测试精度要求。 1.仪表量程选用 为保证安全性，压力较稳定时，最大工作压力不超过仪表量程的3/4，压力波动较大、脉动压力时，最大工作压力不超过仪表量程的2/3。 为保证准确度，最小工作压力不低于满量程的1/3。 2．仪表精度的选择 根据在测量时允许的最大测量误差选择仪表，可根据仪表的精度等级算出用该仪表测量可能引起的最大示值绝对误差。 另外在选择仪表时不需一味追求高精度，只要满足测量精度要求即可。 弹簧管压力表量程和精度系列 我国目前弹簧管压力表量程系列，1, 1.6, 2.5, 4.0, 6.0 kPa以及10n倍 精度系列，精密表 0.1, 0.16, 0.25, 0.4 工业表 1.0, 1.5, 2.5 例题：有一压力容器，压力范围0.4~0.6MPa，压力变化速度较缓，不要求远传。试选择压力仪表（给出量程和精度等级）测量该压力，测量误差不大于被测压力的4%。 根据最大工作压力 根据最小工作压力 被测压力的最大示值绝对误差 所选仪表的基本误差 所以可选择量程范围为0—1.0MPa弹簧管压力表 可选择2.5级的压力表 3．仪表类型选择 ①被测介质压力大小， ②被测介质的性质，例如，氧气、乙炔都有专门的测量仪表，对腐蚀性介质要采用不锈钢或其他耐腐蚀的材料， ③对仪表输出信号的要求，例如是否需要为电信号， ④使用环境。 二．压力表的安装 1．取压口的选择 气 上部 防堵 汽 侧上部 防堵，防液，防气 液 侧下部 防堵，防汽 气 汽 液 取压口位置 稳定无涡流区（直线管段，避开拐弯、分叉等）。 除了被测介质以处，不接触其它物质 不易堵塞 取压孔形状 孔径要小 要与壁面垂直 孔口应无毛刺 2．导压管的敷设，为了使导压管正确传递压力或压差，应作到： ①导压管长度小于50m，内径为6-10mm。 ②对于水平敷设，导压管要有1：10～1：20的坡度，测量液体介质时下坡，测量气体介质时上坡。 3．当被测介质易冷凝或冻结，必须加装伴热管后再行保温；当测量腐蚀性介质时，应加装隔离罐；当测量高温蒸气压力时，应加装冷凝盘管；测量含尘气体时，应加装灰尘捕集器。 4．当测量液体压力时，在导压管系统最高处应安装集气瓶；当测量气体压力有可能有液体冷凝时，在导压管系统最低处应加装水分离器；当被测介质有可能产生沉淀时，应在仪表前安装沉降器。 5．取压口与压力表之间应加装隔离阀。 6．在测量较小压力时，若仪表与取压口不在同一水平高度，则应对测压进行校正。 二、压力仪表的校验 校验就是将被校验压力表和标准压力表通以相同压力，比较它们的指示数值，如果被校表对于标准表的读数误差，不大于被校表规定的最大准许绝对误差时，则认为被校表合格。 常用的校验仪器是活塞式压力计，它由压力发生部分和测量部分组成，它的精度等级有0.02、0.05和0.2级，可用来校准0.25级精密压力表，也可校准各种工业用压力表，被校压力的最高值为60MPa。 工作原