自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)課件(第五章)

1、 第五章壓力檢測壓力檢測 v 在工程上，壓力有幾種不同的表示方法，并且有相應(yīng)的測量儀表。v（1）絕對壓力：被測介質(zhì)作用在容器表面積上的全部壓力稱為絕對壓力，用符號pi表示。用來測量絕對壓力的儀表，稱為絕對壓力表。v （2）大氣壓力：由地球表面空氣柱重量形成的壓力。它隨地理緯度、海拔高度及氣象條件而變化，其值用氣壓計測定，用符號pd表示。v（3）表壓力：通常壓力測量儀表是處于大氣之中，則其測得的壓力值等于絕對壓力和大氣壓力之差，稱為表壓力，用符號pb 表示。有Pb=Pi-Pd 一般地說，常用的壓力測量儀表測得的壓力值均是表壓力。v（4）真空度：當絕對壓力小于大氣壓力時，表壓力為負值（負壓力），其

2、絕對值稱為真空度，用符號pz表示，可表示為：Pz=Pd-Pi 用來測量真空度的儀表稱為真空表。v（5）壓差 設(shè)備中兩處的壓力之差簡稱為差壓。生產(chǎn)過程中有時直接以差壓作為工藝參數(shù)，差壓測量還可作為流量和物位測量的間接手段。v 這幾種表示法的關(guān)系由示出。v此種方法利用彈性元件的彈性變形特性進此種方法利用彈性元件的彈性變形特性進行測量。行測量。v被測壓力使測壓彈性元件產(chǎn)生變形，因彈被測壓力使測壓彈性元件產(chǎn)生變形，因彈性變形而產(chǎn)生的彈性力與被測壓力相平衡，性變形而產(chǎn)生的彈性力與被測壓力相平衡，測量彈性元件的變形大小可知被測壓力。測量彈性元件的變形大小可知被測壓力。v此類壓力計有多種類型，可以測量壓力、

3、此類壓力計有多種類型，可以測量壓力、負壓、絕對壓力和差壓，其應(yīng)用最為廣泛。負壓、絕對壓力和差壓，其應(yīng)用最為廣泛。v基于在壓力的作用下，測壓元件的某些物基于在壓力的作用下，測壓元件的某些物理特性發(fā)生變化的原理。理特性發(fā)生變化的原理。v（1 1）電測式壓力計：利用測壓元件的壓）電測式壓力計：利用測壓元件的壓阻、壓電等特性或其他物理特性，將被測阻、壓電等特性或其他物理特性，將被測壓力直接轉(zhuǎn)換為各種電量來測量。多種電壓力直接轉(zhuǎn)換為各種電量來測量。多種電測式類型的壓力傳感器，可以適用于不同測式類型的壓力傳感器，可以適用于不同的測量場合。的測量場合。v（2 2）其他新型壓力計：如集成式壓力計、）其他新型壓

4、力計：如集成式壓力計、光纖壓力計等。光纖壓力計等。 v 彈性壓力計是利用彈性元件受壓變形的原理。彈性元件彈性壓力計是利用彈性元件受壓變形的原理。彈性元件在彈性限度內(nèi)受壓變形，其變形大小與外力成比例。外在彈性限度內(nèi)受壓變形，其變形大小與外力成比例。外作用取消后，元件將恢復(fù)原有形狀。利用變形與外力的作用取消后，元件將恢復(fù)原有形狀。利用變形與外力的關(guān)系，對彈性元件的變形大小進行測量，可以求得被測關(guān)系，對彈性元件的變形大小進行測量，可以求得被測壓力。壓力。v 彈性壓力計的組成一般包括幾個主要環(huán)節(jié)，如下圖所示。彈性壓力計的組成一般包括幾個主要環(huán)節(jié)，如下圖所示。 v彈性元件：是感受壓力并產(chǎn)生彈性變形，彈性

5、元件：是感受壓力并產(chǎn)生彈性變形，是儀表的核心部分，彈性元件采用何種形是儀表的核心部分，彈性元件采用何種形式要根據(jù)測量要求進行選擇和設(shè)計；式要根據(jù)測量要求進行選擇和設(shè)計；v轉(zhuǎn)換放大機構(gòu)：是將彈性元件的變形進行轉(zhuǎn)換放大機構(gòu)：是將彈性元件的變形進行變換和放大；變換和放大；v指示機構(gòu)：如指針與刻度標尺，用于給出指示機構(gòu)：如指針與刻度標尺，用于給出壓力示值；壓力示值；v調(diào)整機構(gòu)：用于調(diào)整儀表的零點和量程。調(diào)整機構(gòu)：用于調(diào)整儀表的零點和量程。v 彈性元件主要有以下幾種形式。彈性元件主要有以下幾種形式。v（1 1）彈性膜片：這是一種外緣固定的圓形片狀彈性元件，）彈性膜片：這是一種外緣固定的圓形片狀彈性元件，

6、膜片的彈性特性一般由中心位移與壓力的關(guān)系表示。按膜片的彈性特性一般由中心位移與壓力的關(guān)系表示。按剖面形狀及特性，彈性膜片又分為平膜片、波紋膜片和剖面形狀及特性，彈性膜片又分為平膜片、波紋膜片和撓性膜片。撓性膜片。的使用位移很小，彈性特性有良好的線性關(guān)系。的使用位移很小，彈性特性有良好的線性關(guān)系。是壓有環(huán)狀同心波紋的圓膜片，波紋的形狀有是壓有環(huán)狀同心波紋的圓膜片，波紋的形狀有正弦形、鋸齒形、梯形等。其位移與壓力的關(guān)系，由波正弦形、鋸齒形、梯形等。其位移與壓力的關(guān)系，由波紋的形狀深度和波紋數(shù)確定。為了測量微小壓力，還可紋的形狀深度和波紋數(shù)確定。為了測量微小壓力，還可以制成膜盒，以增大膜片位移。以制

7、成膜盒，以增大膜片位移。僅作為隔離膜片使用，它要與測力彈簧配用。僅作為隔離膜片使用，它要與測力彈簧配用。v彈性元件通常的材彈性元件通常的材料有銅合金、彈性料有銅合金、彈性合金、不銹鋼等，合金、不銹鋼等，各適用于不同的測各適用于不同的測壓范圍和被測介質(zhì)。壓范圍和被測介質(zhì)。左表給出幾種彈性左表給出幾種彈性元件的結(jié)構(gòu)示意及元件的結(jié)構(gòu)示意及特性。各種彈性元特性。各種彈性元件組成了多種型式件組成了多種型式的彈性壓力計，他的彈性壓力計，他們通過各種傳動放們通過各種傳動放大機構(gòu)直接指示被大機構(gòu)直接指示被測壓力值。這類直測壓力值。這類直讀式測壓儀表有彈讀式測壓儀表有彈簧管壓力計、波紋簧管壓力計、波紋管差壓計、

8、膜盒式管差壓計、膜盒式壓力計等。壓力計等。 v彈簧管壓力計是最常用的直讀式測壓儀表，彈簧管壓力計是最常用的直讀式測壓儀表，其一般機構(gòu)如圖其一般機構(gòu)如圖5-3所示。所示。 被測壓力直接由接口引入，使彈簧管自由端被測壓力直接由接口引入，使彈簧管自由端產(chǎn)生位移，通過拉桿使扇形齒輪逆時針偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生位移，通過拉桿使扇形齒輪逆時針偏轉(zhuǎn)，并帶動嚙合的中心齒輪轉(zhuǎn)動，與中心齒輪同并帶動嚙合的中心齒輪轉(zhuǎn)動，與中心齒輪同軸的指針將同時順時針偏轉(zhuǎn)，并在面板的刻軸的指針將同時順時針偏轉(zhuǎn)，并在面板的刻度標尺上指示出被測壓力值。通過調(diào)整螺釘度標尺上指示出被測壓力值。通過調(diào)整螺釘可以改變拉桿與扇形齒輪的接合點位置，從可以改變

9、拉桿與扇形齒輪的接合點位置，從而改變放大比，調(diào)整儀表的量程。轉(zhuǎn)動軸上而改變放大比，調(diào)整儀表的量程。轉(zhuǎn)動軸上裝有游絲，可以取消兩個齒輪嚙合的間隙，裝有游絲，可以取消兩個齒輪嚙合的間隙，減小儀表的變差。直接改變指針套在轉(zhuǎn)動軸減小儀表的變差。直接改變指針套在轉(zhuǎn)動軸上的角度，就可以調(diào)整儀表的機械零點。上的角度，就可以調(diào)整儀表的機械零點。v 彈簧管壓力計結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價格彈簧管壓力計結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價格低廉，測壓范圍寬，應(yīng)用十分廣泛。一般彈低廉，測壓范圍寬，應(yīng)用十分廣泛。一般彈簧管壓力計的測壓范圍為簧管壓力計的測壓范圍為-105109Pa；精度精度最高可達最高可達0.1%。v 采用膜片、膜盒、

10、波紋管等彈性元件可以制成差壓計。圖采用膜片、膜盒、波紋管等彈性元件可以制成差壓計。圖5-45-4給出給出雙波紋管差壓計機構(gòu)示意圖，雙波紋管差壓計是一種應(yīng)用較多的直雙波紋管差壓計機構(gòu)示意圖，雙波紋管差壓計是一種應(yīng)用較多的直讀式儀表。其測量機構(gòu)包括波紋管、量程彈簧組和扭力管組件等。讀式儀表。其測量機構(gòu)包括波紋管、量程彈簧組和扭力管組件等。儀表兩側(cè)的高壓波紋管和低壓波紋管為測量主體，感受引入的差壓儀表兩側(cè)的高壓波紋管和低壓波紋管為測量主體，感受引入的差壓信號，兩個波紋管由連桿連接，內(nèi)部填充液體用以傳遞壓力。差壓信號，兩個波紋管由連桿連接，內(nèi)部填充液體用以傳遞壓力。差壓信號引入后，低壓波紋管自由端帶動

11、連桿位移，連桿上的擋板推動信號引入后，低壓波紋管自由端帶動連桿位移，連桿上的擋板推動擺桿使扭力管機構(gòu)偏轉(zhuǎn)，扭力管芯軸的扭轉(zhuǎn)發(fā)生角度變化，扭轉(zhuǎn)角擺桿使扭力管機構(gòu)偏轉(zhuǎn)，扭力管芯軸的扭轉(zhuǎn)發(fā)生角度變化，扭轉(zhuǎn)角變化傳送給儀表的顯示機構(gòu)，可以給出相對應(yīng)的被測差壓值。量程變化傳送給儀表的顯示機構(gòu)，可以給出相對應(yīng)的被測差壓值。量程彈簧的彈性力和波紋管的彈性變形力與被測差壓的作用力相平衡，彈簧的彈性力和波紋管的彈性變形力與被測差壓的作用力相平衡，改變量程彈簧的彈性力大小可以調(diào)整儀表的量程。高壓波紋管與補改變量程彈簧的彈性力大小可以調(diào)整儀表的量程。高壓波紋管與補償波紋管相連，可以補償填充液因溫度變化而產(chǎn)生的體積膨

12、脹。差償波紋管相連，可以補償填充液因溫度變化而產(chǎn)生的體積膨脹。差壓計使用時要注意的問題是，儀表所引入的差壓信號中包含有測點壓計使用時要注意的問題是，儀表所引入的差壓信號中包含有測點處的工作壓力，又稱背景壓力。所以盡管需要測量的差壓值并不很處的工作壓力，又稱背景壓力。所以盡管需要測量的差壓值并不很高，但是差壓計要經(jīng)受的工作壓力，因此在差壓計使用中要避免側(cè)高，但是差壓計要經(jīng)受的工作壓力，因此在差壓計使用中要避免側(cè)壓力過載。壓力過載。v一般差壓計要裝配平衡附件，例如圖一般差壓計要裝配平衡附件，例如圖5-45-4所示的三個閥門組所示的三個閥門組合，在兩個截止閥間安裝一個平衡閥，平衡閥只在差壓計測合，在

13、兩個截止閥間安裝一個平衡閥，平衡閥只在差壓計測量時關(guān)閉，不工作時則打開，用以平衡正負壓側(cè)的壓力，避量時關(guān)閉，不工作時則打開，用以平衡正負壓側(cè)的壓力，避免單向過載。新型差壓計的結(jié)構(gòu)設(shè)計均已考慮到單向過載保免單向過載。新型差壓計的結(jié)構(gòu)設(shè)計均已考慮到單向過載保護功能。護功能。 v力平衡式采用反饋力平衡的原理，反饋力的平衡方式可以是彈性力平衡或電磁力平衡等。力平衡式壓力計的基本結(jié)構(gòu)如圖5-6所示，被測壓力或壓差作用于彈性敏感元件上，彈性敏感元件感受壓力作用并將其轉(zhuǎn)換為位移或力，并作用于力平衡系統(tǒng)，力平衡系統(tǒng)受力后將偏離原有的平衡狀態(tài)；由偏差檢測器輸出偏差值至放大器；放大器將信號放大并輸出電流（或電壓）

14、信號，電流信號控制反饋力或力矩發(fā)生機構(gòu)，使之產(chǎn)生反饋力；當反饋力與作用力平衡時，儀表處于新的平衡狀態(tài)；顯示機構(gòu)可輸出與被測壓力或壓差相對應(yīng)的信號。 v壓力傳感器是壓力檢測儀表的重要組成部分，它可以滿足自動化系統(tǒng)集中檢測與控制的要求，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。v壓力傳感器：能夠檢測壓力值并提供遠傳信號的裝置。v壓力傳感器的結(jié)構(gòu)型式多種多樣，常見的型式有應(yīng)變式、壓阻式、電容式、壓電式、振頻式壓力傳感器等。此外還有光電式、光纖式、超聲式壓力傳感器等。 v各種應(yīng)變元件與彈性元件配用，組成應(yīng)變式壓力傳感器。應(yīng)變元件的工作原理基于導(dǎo)體和半導(dǎo)體的“應(yīng)變效應(yīng)”，即當導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料發(fā)生機械變形時，其電阻值將

15、發(fā)生變化。電阻值的相對變化與應(yīng)變有以下關(guān)系：v v式中為材料的應(yīng)變；K為材料的電阻應(yīng)變系數(shù)，金屬材料的K值約為26，半導(dǎo)體材料的K值可達60180。v應(yīng)變元件可作成絲狀、片狀或體狀。應(yīng)變絲或應(yīng)變片與彈性元件的裝配可以采用粘貼式或非粘貼式，在彈性元件受壓變形的同時應(yīng)變元件亦發(fā)生應(yīng)變，其電阻值將有相應(yīng)的改變。粘貼式壓力計通常采用個特性相同的應(yīng)變元件，粘貼在彈性元件的適合位置上，并分別接入電橋的4個臂，則電橋輸出信號可以反映被測壓力的大小。為了提高測量靈敏度，通常使相對橋臂的兩對應(yīng)變元件分別處于接受拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的位置上。金屬應(yīng)變片分電阻絲式和金屬箔式RKR應(yīng)變片壓力傳感器示意圖v應(yīng)變式壓力傳感器所

16、有彈性元件可根據(jù)被測介質(zhì)和測量范圍的不同而采用各種型式，常見有圓膜片、彈性梁、應(yīng)變筒等。圖5-7給出幾種應(yīng)變式測量的結(jié)構(gòu)示意圖。各類應(yīng)變式壓力傳感器的精度較高，測量范圍可達幾百兆帕。v壓阻式壓力傳感器是基于半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。它不同于應(yīng)變式壓力傳感器所有的體型應(yīng)變元件，而是用集成電路工藝直接在硅平膜片上按一定晶向制成擴散壓敏電阻。硅平膜片在微小變形時有良好的彈性特性，當硅片受壓后，膜片的變形使擴散電阻的阻值發(fā)生變化。其相對電阻變化可表示為：v 式中 為壓阻系數(shù)； 為應(yīng)力。v硅平膜片上的擴散電阻通常構(gòu)成橋式測量電路，相對的橋臂電阻是對稱布置的，電阻變化時，電橋輸出電壓與膜片所受壓力成對應(yīng)關(guān)系eRR

17、 ev如圖所示為一種壓阻式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，圓形硅杯的底部即為硅平膜片，硅杯的內(nèi)外兩側(cè)輸入被測差壓或被測壓力及參考壓力。壓力差使膜片變形，膜片上的兩對電阻阻值發(fā)生變化，使電橋輸出相應(yīng)壓力變化的信號。為了補償溫度效應(yīng)的影響，一般還在膜片上沿對壓力不敏感的晶向生成一個電阻，這個電阻只感受溫度變化，可接入橋路作為溫度補償電阻，以提高測量精度v壓阻式壓力傳感器的靈敏度高，頻率響應(yīng)高；結(jié)構(gòu)比較簡單，可以小型化；可用于靜態(tài)、動態(tài)壓力測量；應(yīng)用廣泛，測量范圍在00.0005MPa、00.002 MPa至0210 MPa；v其精確度為0.2% 0.02%。1基座；2單晶硅片；3導(dǎo)環(huán)；4螺母；5密封墊圈；

18、6等效電阻電容式壓力傳感器的測量原理是將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。以測壓膜片作為電容器的可動極板，它與固定極板組成可變電容器。當被測壓力變化時，測壓膜片產(chǎn)生位移而改變兩極板間的距離，測量相應(yīng)的電容量變化，可知被測壓力值。圖為一種兩室結(jié)構(gòu)感壓元件的示意圖，感壓元件是一個全焊接的差動電容膜盒。玻璃絕緣層內(nèi)側(cè)的凹球面形金屬鍍膜作為固定電極，中間被夾緊的彈性平膜片作為可動電極，從而組成兩個電容器。整個膜盒用隔離膜片密封，在其內(nèi)部充滿硅油。由隔離膜片感受兩側(cè)壓力的作用，通過硅油傳壓使彈性膜片產(chǎn)生位移，可動極板將向低壓側(cè)靠近。電容極板間距離的變化，引起兩側(cè)電容器電容值的改變。v對于差動平板電容器，

19、其電容變化與板間距離變化的關(guān)系可表示為：v式中 為初始電容值； 為極板間初始距離;v 為距離變化量。v此電容量的變化經(jīng)過適當?shù)霓D(zhuǎn)換電路，可以輸出標準電信號（420mA）。這種傳感器結(jié)構(gòu)結(jié)實，靈敏度高，過載能力大；精度高，其精確度可達0.25%0.05%；可以測量壓力和差壓，儀表測量范圍00.00001 MPa至070 MPa。v有效保護膜片，壓力過大，膜片平滑地貼在凹面上，不易損壞，過載后恢復(fù)特性好，承載能力強，密封、抗振002dCCd0C0ddv振頻式壓力傳感器利用感壓元件本身的諧振頻率與壓力的關(guān)系，通過測量頻率信號的變化來檢測壓力。v這類傳感器有振筒、振弦、振膜、石英諧振等多種型式，以下舉

20、振筒式壓力傳感器為例。v振筒式壓力傳感器的感壓元件是一個薄壁金屬圓筒，圓柱筒本身具有一定的固有頻率，當筒壁受壓張緊后，其剛度發(fā)生變化，固有頻率相應(yīng)改變。在一定的作用力下，變化后的振筒頻率可以近似表示為：v式中fp為受壓后的振筒頻率；f0為固有頻率；為結(jié)構(gòu)系數(shù)；p為被測壓力。01pffpv傳感器由振筒組件和激振電路組成，如圖5-10所示。振筒用低溫度系數(shù)的恒彈性材料制成，一端封閉為自由端，開口端固定在基座上，壓力由內(nèi)側(cè)引入，絕緣支架上固定著激振線圈和檢測線圈，二者空間位置互相垂直，以減少電磁耦合。激振線圈使振筒按固有的頻率振動，受壓前后的頻率變化可由檢測線圈檢出。此種儀表體積小，輸出頻率信號，重

21、復(fù)性好耐振；精確度高，其精確度為0.1%和0.01%；測量范圍00.014 MPa至050 MPa；適用于氣體檢測。v壓電式壓力傳感器是利用壓電材料的壓電效應(yīng)將被測壓力轉(zhuǎn)換為電信號的。v它是動態(tài)壓力檢測中常用的傳感器，不適宜測量緩慢變化的壓力和靜態(tài)壓力。v由壓電材料制成的壓電元件受到壓力作用時將產(chǎn)生電荷，當外力去除后電荷將消失。在彈性范圍內(nèi)，壓電元件產(chǎn)生的電荷量與作用力之間呈線形關(guān)系。電荷輸出為：q=ksp;v式中q為電荷量；k為壓電常數(shù)；S為作用面積；p為壓力。測知電荷量可知被測壓力大小。 圖5-11為一種壓電式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。壓電元件夾于兩個彈性膜片之間，壓電元件的一個側(cè)面與膜片接

22、觸并接地，另一側(cè)面通過金屬箔和引線將電荷引出。被測壓力均勻作用在膜片上，使壓電元件受力而產(chǎn)生電荷。電荷量經(jīng)放大可以轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出，輸出信號給出相應(yīng)的被測壓力值。壓電式壓力傳感器的壓電元件材料多為壓電陶瓷，也有用高分子材料或復(fù)合材料的合成膜，各適用于不同的傳感器型式。電荷量的測量一般配用電荷放大器?？梢愿鼡Q壓電元件以改變壓力的測量范圍，還可以用多個壓電元件疊加的方式提高儀表的靈敏度。v壓電式壓力傳感器體積小，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；頻率響應(yīng)高，不需要外加電源；測量范圍00.0007 MPa至070 MPa；測量精確度為1%，0.2%，0.06%。但是其輸出阻抗高，需要特殊信號傳輸導(dǎo)線；溫度效應(yīng)

23、較大。 v采用微機械加工技術(shù)與微電子集成工藝相結(jié)合的新型微結(jié)構(gòu)型式發(fā)展了集成化傳感器，進而可以形成各種智能型儀表。v以壓阻式壓力傳感器為基礎(chǔ)的集成傳感器已有產(chǎn)品生產(chǎn)，它可以同時檢測差壓、靜壓、溫度三個參數(shù)。圖5-12所示為這種集成傳感器敏感元件的示意圖。硅杯底部為E形斷面，構(gòu)成作為敏感元件的硅膜片，在膜片斷面的減薄部分，沿應(yīng)力敏感度大的方向形成四個力敏電阻，以感受差壓引起的切向和徑向應(yīng)力變化；在膜片斷面的加厚部分也形成力敏電阻，以感受靜壓的作用；在加厚部分切向和徑向壓阻系數(shù)近于零的方向則形成溫敏電阻，以感受溫度的變化v設(shè)三個信號分別為差壓信號、靜壓信號、溫度信號，則有v根據(jù)制造階段預(yù)先測定的特

24、性數(shù)據(jù)，求解以上聯(lián)立方程，可以分別得到差壓、靜壓和溫度T的值。這就屬于一種復(fù)合檢測方式。1212(,)(,)(,)(,)(,)(,)( )dsssssTEhp p Thp Thp TEgp p Tgp Tgp TEs Tv圖5-13為儀表的組成框圖，采用適當?shù)慕涌陔娐泛臀⑻幚砥飨到y(tǒng)，可以存入針對此傳感器特性的修正公式。采入三種信號后，經(jīng)過運算處理就可以給出修正了的被測差壓值、靜壓值以及溫度值。這一類集成傳感器的測量精確度高，可達0.1%，并有高的穩(wěn)定性和可靠性。v繼壓阻式壓力傳感器實用化之后，以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，利用微機械和微電子加工技術(shù)，又開發(fā)出微電容式、微諧振式等型式的壓力傳感器，可以具有

25、重量輕，功耗低，響應(yīng)快和便于集成化等特點。各種新型壓力傳感器有很好的發(fā)展前景。 壓力計的選用壓力計的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析，慮和具體的分析， 一般考慮以下幾個問題。一般考慮以下幾個問題。v 選擇合適的儀表要根據(jù)生產(chǎn)過程提出的要求，結(jié)合各類壓力表的特點綜合進行考慮。一般涉及類型、測量范圍和測量精度等方面。儀表類型的選擇應(yīng)滿足生產(chǎn)過程的要求，需要了解被測介質(zhì)情況、現(xiàn)場環(huán)境及生產(chǎn)過程對儀表的要求，如信號是否滿足需要遠傳、控制、記錄或報警等。v 為了保證測壓儀表安全可

26、靠地工作，儀表的量程要根據(jù)被測壓力的大小及在測量過程中被測壓力變化的情況等條件來選取，選取儀表量程要留有余地，在測量穩(wěn)定壓力時，最大被測工作壓力不能超過測量上限值的2/3；在測量脈動壓力時，最大被測工作壓力不能超過測量上限值的1/2；而在測量高壓時，最大被測工作壓力不能超過測量上限值的3/5。一般被測壓力的最小值，應(yīng)不低于測量上限值的1/3。根據(jù)被測壓力的最大值和最小值計算出儀表的上下限后，要按壓力儀表的標準系列選定量程。目前我國壓力（差壓）儀表測量范圍的標準系列是：-0.10.06、0.15kPa和01、1.6、2.5、4、6、1010nkPa（其中n為自然整數(shù)，可為正、負值）。v儀表的測量

27、精度也是根據(jù)使用要求確定的。生產(chǎn)過程允許的被測壓力的最大絕對誤差應(yīng)小于儀表的基本誤差，可在規(guī)定的精度等級中確定儀表的精度。在確定儀表的精度時，要注意經(jīng)濟性，不必追求高精度，只需滿足使用要求即可。工業(yè)用測壓儀表的精度通常在0.5級以下。v測量差壓的儀表還應(yīng)注意工作壓力的選擇，應(yīng)使其與被測對象的工作壓力相對應(yīng)。v例 1 若選用彈簧管壓力表來測量某設(shè)備內(nèi)的壓力，已知被測壓力為（0.71)Mpa，要求測量的絕對誤差不超過0.02Mpa，試確定壓力表的測量范圍及精度等級。v（可供選的測量范圍有0 0.6，0 1,v 0 1.6, 0 2,5Mpa）v 0 1.6Mpa 1.0v2. 往復(fù)式壓縮機出口壓力

28、2528Mp，測量誤差不超過1Mp，選壓力表精度、測量范圍。供選16,25,40,60,100，精度1.0 、0.5 2.5 v測壓儀表在出廠前均需進行檢定，使之符合精度等級要求。使用中的儀表則應(yīng)定期進行校驗，以保證測量結(jié)果有足夠的準確度。使用的壓力校驗儀器有液柱式壓力計、活塞式壓力計或配有高精度標準表的壓力校驗泵。標準儀表的選用原則是，其允許絕對誤差要小于被校儀表絕對誤差的1/31/5，這樣可以認為標準儀表的讀數(shù)就是真實值。如果被校儀表的讀數(shù)誤差小于規(guī)定誤差，則認為它是合格的。 v圖5-14所示為一種活塞式壓力校驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理?；钊⒒钊埠晚来a的重力作用于密閉系統(tǒng)內(nèi)的工作液體、當系統(tǒng)內(nèi)工

29、作液體的壓力與此重力相平衡時，活塞會浮起，并可旋轉(zhuǎn)。此時系統(tǒng)內(nèi)的壓力為：v式中為p系統(tǒng)內(nèi)的工作壓力；m為活塞與砝碼的總質(zhì)量；g為重力加速度；So為活塞的有效面積。omgpsv對于一定的活塞壓力計，其有效面積為常數(shù)。由螺旋壓力發(fā)生器推動工作活塞，在承重托盤上加適當?shù)捻来a，工作液體就可處于不同的平衡壓力下，此壓力可以作為標準壓力，用以校驗壓力表。v為真實反映被測壓力的大小，要合理選擇取壓點，注意取壓口形式。工業(yè)系統(tǒng)中設(shè)置取壓點的選取原則遵循以下幾點。v（1）取壓點位置避免處于管路彎曲、分叉、死角或流動形成渦流的區(qū)域。不要靠近有局部阻力或其他干擾的地點，當管路中有突出物體時（如測溫元件），取壓點應(yīng)在其前方。需要在閥門前后取壓時，應(yīng)與閥門有必要的距離。v（2）取壓口開孔的軸線應(yīng)垂直設(shè)備的壁面，其內(nèi)端面與設(shè)備內(nèi)壁平齊，不應(yīng)有毛刺或突出物。v（3）測量液體介質(zhì)的壓力時，取壓口應(yīng)在管道下