過(guò)程檢測(cè)技術(shù)ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-02-11 13:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 號(hào)； 波紋管 的位移相對(duì)較大 ， 一般可在其頂端安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ， 帶動(dòng)指針直接讀數(shù) 。 其特點(diǎn)是靈敏高 （ 特別是在低壓區(qū) ） ， 常用于檢測(cè)較低的壓力 （ ～ 106Pa） ， 但波紋管遲滯誤差較大 ， 精度一般只能達(dá)到 ； 彈簧管 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 使用方便 、 價(jià)格低廉 ， 它使用范圍廣 ， 測(cè)量范圍寬 ， 可以測(cè)量負(fù)壓 、 微壓 、 低壓 、 中壓和高壓 ， 因此應(yīng)用十分廣泛 。 根據(jù)制造的要求 ， 儀表精度最高可達(dá) 。 —— 彈簧管和彈簧管壓力表 彈簧管是橫截面呈非圓形 （ 橢圓形或扁圓形 ） ，彎成圓弧狀 （ 中心角常為 270176。 ） 的空心管子 。 管子的一端為封閉 ， 另一端為開口 。 閉口端作為自由端 ， 開口端作為固定端 。 被測(cè)壓力介質(zhì)從開口端進(jìn)入并充滿彈簧管的整個(gè)內(nèi)腔 ， 由于彈簧管的非圓橫截面 ， 使它有變成圓形并伴有伸直的趨勢(shì)而產(chǎn)生力矩 ， 其結(jié)果使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移 ， 同時(shí)改變其中心角 。 位移量 （ 中心角改變量 ） 和所加壓力有如下的函數(shù)關(guān)系： 222220)1(1 ?? ??? ? ??????? abbhREP式中 θ 0為彈簧管中心角的初始角； Δθ為受壓后中心角的改變量； R為彈簧管彎曲圓弧的外半徑； h為管壁厚度； a、 b為彈簧管橢圓形截面的長(zhǎng) 、 短半軸 。 0P??? ?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 318 彈簧管壓力表 彈簧管自由端 B的位移量一般很小 ， 需要通過(guò)放大機(jī)構(gòu)才能指示出來(lái) ,為了加大彈簧管自由端的位移量 ，也可采用多圈彈簧管 ， 其原理與單圈彈簧管相似 。 單圈彈簧管壓力表是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用最普遍的就地指示式壓力檢測(cè)儀表 （ 也有電接點(diǎn)輸出的彈簧管壓力表 ） 彈簧管壓力表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 使用方便 、 價(jià)格低廉 、 測(cè)量范圍寬 ， 可以測(cè)量負(fù)壓 、 微壓 、 低壓 、 中壓和高壓 一般的工業(yè)用彈簧管壓力表的精度等級(jí)為 ， 但根據(jù)制造的要求 ， 其精度等級(jí)最高可達(dá) 。 —— 膜盒式差壓變送器 工作原理：力矩平衡 檢測(cè)元件 —— 膜盒或膜片 杠桿系統(tǒng)則有單杠桿、雙杠桿和矢量機(jī)構(gòu) 膜盒式差壓變送器構(gòu)成 △ P 測(cè)量部分 Fi 杠桿系統(tǒng) △ M 放大器 反饋部分 Ff Io DDZIII型差壓變送器 檢測(cè) 部分 : ΔP → 輸入力 Fi 杠桿系統(tǒng) : 力的傳遞和力矩比較，生成位移信號(hào) 位移檢測(cè)放大器 : 位移 → 輸出 Io 電磁反饋裝置 : 輸出 → 反饋力 Ff △ P 膜盒 Fi 杠桿系統(tǒng) △ M 位移檢測(cè) 放大器 電磁反饋機(jī)構(gòu) Ff Io I0和輸入信號(hào) ΔP之間呈線性關(guān)系 I0在輸入信號(hào)范圍下限時(shí)為 4mA 。 tgθ或 Kf可以調(diào)整變送器的量程 zffzffd FKllPKlllltgAI ???2310 ?Io mA ΔPmin ΔPmax 4 20 ΔP —— 電容式差壓變送器 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： 差壓電容膜盒 電容 電流轉(zhuǎn)換電路 調(diào)零、零 遷電路 電流放大器 反饋電路 Δp ΔC Ii If ＋ ＋ Iz － Io 測(cè)量部分 轉(zhuǎn)換放大部分 ΔP=0 Ci1=Ci2=15pF ΔP＞ 0 Ci1的電容量減小 Ci2的電容量增大 —— 差動(dòng) 電容測(cè)量原理 電容式 差壓變送器 測(cè)量原理 電容式壓力變送器 ， 目前 在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛 ， 其輸出信號(hào)也是標(biāo)準(zhǔn) 4～ 20mADC電流信號(hào) 。 電容式壓力變送器是先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化 ， 然后進(jìn)行測(cè)量的 。 電容式差壓變送器的原理圖可見傳感器有左右固定極板 ， 在兩個(gè)固定極板之間是彈性材料制成的測(cè)量膜片 ， 作為電容的中央動(dòng)極板 ， 在 測(cè)量膜片兩側(cè)的空腔中充滿硅油 。 電容式差壓變送器的結(jié)構(gòu)可以有效地保護(hù)測(cè)量膜片 ， 當(dāng)差壓過(guò)大并超過(guò)允許測(cè)量范圍時(shí) ， 測(cè)量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上 ，因此不易損壞 ， 與力矩平衡式相比 ， 電容式?jīng)]有杠桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ，因而尺寸緊湊 ， 密封性與抗振性好 ， 測(cè)量精度相應(yīng)提高 ， 可達(dá) 級(jí) 。 電氣式 壓力檢測(cè) —— 應(yīng)變片 壓力 /差壓變送器 利用金屬或半導(dǎo)體材料制成的電阻體的阻值可表示為： 當(dāng)電阻體受外力作用時(shí) ， 電阻體的長(zhǎng)度 、 截面積或電阻率會(huì)發(fā)生變化 ， 即其阻值也會(huì)發(fā)生變化 。 這種 因尺寸變化引起阻值變化 稱為 應(yīng)變效應(yīng) 。 應(yīng)變片多以金屬材料為主 ， 一般和彈性元件一起使用 。 r1 r2 1 2 3 P (a)傳感器 1－外殼 2－彈性筒 3－膜片 應(yīng)變筒的上端與外殼固定在一起 ， 下端與不銹鋼密封膜片 3緊密接觸 ， 應(yīng)變片 r1和 r2用膠合劑貼緊在應(yīng)變筒的外壁 ， 與筒體之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 。 r1沿應(yīng)變筒軸向貼放 ， 作為測(cè)量片； r2沿徑向貼放 ， 作為溫度補(bǔ)償片 。 圖中應(yīng)變片 r r2的靜態(tài)性能完全相同 。 當(dāng)膜片受到外力作用時(shí) ， 彈性筒軸向受壓 ， 使應(yīng)變片 r1產(chǎn)生軸向應(yīng)變 ， 阻值變??；而應(yīng)變片 r2受到軸向壓縮 ， 引起徑向拉伸 ， 阻值變大 。 實(shí)際上 ， r2的變化量比 r1的變化量要小 ， r2的主要作用是溫度補(bǔ)償 。 是應(yīng)變片阻值變化量的測(cè)量電橋 ， 圖中 R3和 R4是兩個(gè)阻值相等的精密固定電阻 。 Ui E － ＋ ＋ － r1 r2 R3 R4 A B (b)測(cè)量電橋 不受壓時(shí) r1= r2=r0 R3=R4=r 3 13 4 1 2( ) U 0 R rUER R r r? ? ? ??? ， 不受壓時(shí)若應(yīng)變片受壓 ， 則： r1= r0+Δr1； r2= r0+Δr2 (Δr1≠Δr2) 0 1 2201 1 2 1 20 1 0 2 0 1 2 01( ) 2 4 2 2 4r r rrr r r r rU E E E Pr r r r r r r r? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?由此可見 ， 由壓力作用時(shí) ， r1和 r2一減一增 ， 使電橋由較大的輸出；當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí) ， r r2同時(shí)增減 ， 不影響電橋的平衡 。 如果儀表能把電橋輸出電壓 Ui進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出 ， 則該儀表即可稱為應(yīng)變式壓力變送器 。 結(jié)論 ：應(yīng)變片式壓檢測(cè)儀表 具有較大的測(cè)量范圍 ， 被測(cè)壓力可達(dá)幾百 MPa， 并具有良好的動(dòng)態(tài)性能 ， 適用于快速變化的壓力測(cè)量 。 但是 ， 盡管測(cè)量電橋具有一定的溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?， 應(yīng)變片式壓力檢測(cè)儀表仍有比較明顯的溫漂和時(shí)漂 ， 因此 ， 這
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