化工儀表及自動(dòng)化第3章1(編輯修改稿)
2025-02-11 00:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓力表指針上有動(dòng)觸點(diǎn) 2，表盤上另有兩根可調(diào)節(jié)指針，上面分別有靜觸點(diǎn) 1和 4。當(dāng)壓力超過(guò)上限給定數(shù)值時(shí)， 2和 4接觸，紅色信號(hào)燈 5的電路被接通，紅燈發(fā)亮。若壓力低到下限給定數(shù)值時(shí)， 2與 1接觸，接通了綠色信號(hào)燈 3的電路。 4的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。 l 三、電氣式壓力計(jì)定義定義 電氣式壓力計(jì)電氣式壓力計(jì) 是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1. 該儀表的 測(cè)量范圍較廣測(cè)量范圍較廣 ，分別可測(cè) 7105Pa至 5102MPa的壓力，允許誤差可至 ％； 2. 由于可以遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，所以在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)控制和報(bào)警，并可與工業(yè)控制機(jī)聯(lián)用。 圖 38 電氣式壓力計(jì)組成方框圖組成組成 一般由壓力傳感器、測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成。常用的信號(hào)處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機(jī)等。 幾種常見的傳感器或變送器：幾種常見的傳感器或變送器： 霍爾片式壓力傳感器霍爾片式壓力傳感器 是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。 圖 39 霍爾效應(yīng) 霍爾電勢(shì)霍爾電勢(shì) 可用下式表示 式中， UH為霍爾電勢(shì)； RH為霍爾常數(shù)，與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)； B為磁感應(yīng)強(qiáng)度； I為控制電流的大小。 一般 I為 3～ 20mA， B約為幾千高斯，所得的霍爾電勢(shì) UH約為幾十毫伏數(shù)量級(jí)。 導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng)，不過(guò)它們的霍爾電勢(shì)遠(yuǎn)比半導(dǎo)體的霍爾電勢(shì)小得多。 將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器，如圖 310所示。 圖 310 霍爾片式壓力傳感器1— 彈簧管； 2 — 磁鋼； 3 — 霍爾片 當(dāng)被測(cè)壓力引入后，在被測(cè)壓力作用下，彈簧管自由端產(chǎn)生位移，因而改變了霍爾片在非均勻磁場(chǎng)中的位置，使所產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)與被測(cè)壓力成比例。 利用這一電勢(shì)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示和自動(dòng)控制。 應(yīng)變片式壓力傳感器應(yīng)變片式壓力傳感器 利用電阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成。電阻應(yīng)變片有金屬和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類，被測(cè)壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時(shí)，其阻值減小（增加），再通過(guò)橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級(jí)電勢(shì)輸出，并用毫伏計(jì)或其他記錄儀表顯示出被測(cè)壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計(jì)。 圖 311 應(yīng)變片壓力傳感器示意圖1— 應(yīng)變筒；2— 外殼； 3— 密封膜片 壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器 利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。 采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴(kuò)散一組等值電阻，并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。 當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。 工作原理工作原理圖 312 壓阻式壓力傳感器1— 基座； 2— 單晶硅片； 3— 導(dǎo)環(huán)； 4— 螺母； 5— 密封墊圈； 6— 等效電阻特點(diǎn)特點(diǎn) 精度高、工作可靠、頻率響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 便于實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字化； 可以測(cè)量壓力，稍加改變，還可以測(cè)量差壓、高度、速度、加速度等參數(shù)。 電容式壓力變送器電容式壓力變送器 是一種開環(huán)檢測(cè)儀表，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過(guò)載能力強(qiáng)、可靠性好、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的 4～ 20mA（ DC） 電流信號(hào)。 工作原理工作原理圖 313 電容式差壓變送器原理圖1— 隔離膜片； 2， 7— 固定電極；3— 硅油； 4— 測(cè)量膜片； 5— 玻璃層；6— 底座； 8— 引線先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測(cè)量。 電容式壓力傳感器結(jié)論 ：(1) 相對(duì)變化值 與被測(cè)差壓 成線性關(guān)系。 (2) 與介電常數(shù) 無(wú)關(guān) ,可大大減小溫度對(duì)變送器的影響。 (3) 與 有關(guān)。 愈小，靈敏度越高。美國(guó)費(fèi)希爾美國(guó)費(fèi)希爾 羅斯蒙特公司的羅斯蒙特公司的 3051C型智能差壓變送器型智能差壓變送器l 四、智能型壓力變送器 智能型壓力或差壓變送器智能型壓力或差壓變送器 是在普通壓力或差壓傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的智能檢測(cè)儀表。 圖 315 手持通信器的連接示意圖 3051C型智能差壓變送器型智能差壓變送器 所用的手持通信器為 275型，帶有鍵盤及液晶顯示器?？梢越釉诂F(xiàn)場(chǎng)變送器的信號(hào)端子上，就地設(shè)定或檢測(cè)，也可以在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的控制室中，接在某個(gè)變送器的信號(hào)線上進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定及檢測(cè)。 實(shí)現(xiàn)的功能（ 1）組態(tài)（ 2）測(cè)量范圍的變更（ 3）變送器的校準(zhǔn)（ 4）自診斷 l 五、壓力計(jì)的選用及安裝 壓力計(jì)的選用 應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過(guò)程對(duì)壓力測(cè)量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析， 一般考慮以下幾個(gè)問(wèn)題。 儀表類型的選用儀表類型的選用 儀表精度等級(jí)的選取儀表精度等級(jí)的選取 儀表測(cè)量范圍的確定儀表測(cè)量范
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