第三章第二節(jié)六

（一）力矩平衡式電動(dòng)差壓變送器1.工作原理兩部分組成:測(cè)量部分；轉(zhuǎn)換部分。工作原理:根據(jù)力矩平衡原理。123456791011121314158P1P2測(cè)量部分轉(zhuǎn)換部分1.測(cè)量膜片2.軸封膜片3.主杠桿4.矢量機(jī)構(gòu)5.量程調(diào)整螺釘6.連桿7.副杠桿8.檢測(cè)片(銜鐵)9.差動(dòng)變壓器10.反饋動(dòng)圈11.放大器12.零點(diǎn)調(diào)整螺釘13.永久磁鐵14.電源15.負(fù)載2.受力分析：在測(cè)量膜片產(chǎn)生一力Fi主杠桿平衡時(shí),應(yīng)有：式中—膜片的有效面積。式中,分別是

與

到支點(diǎn)O1的距離。124fF3O1iO2矢量機(jī)構(gòu)上的力之間的關(guān)系為：式中

—失量板上的矢量角—輸出電流。副杠桿平衡條件124fF3O1iO2FF1F2低頻位移檢測(cè)放大器FfI0副杠桿電磁反饋機(jī)構(gòu)主杠桿矢量機(jī)構(gòu)3.變送器的輸入輸出關(guān)系

輸入：Xmin～Xmax變送器測(cè)量范圍

L=Lmax~Lmin變送器量程輸出：Imin～I(xiàn)max

輸出信號(hào)范圍

輸出信號(hào)能源電動(dòng)變送器:電Ⅱ型0～10mA220VAC

電Ⅲ型4～20mA24VDC輸入X和輸出I0一般為線性關(guān)系。

以電動(dòng)Ⅲ型儀表為例推導(dǎo)變送器的輸入輸出關(guān)系。

當(dāng)測(cè)量值X為零時(shí)儀表的輸出為當(dāng)測(cè)量值為時(shí),即測(cè)量值為

儀表的輸出為因此,變送器輸出與測(cè)量值的換算關(guān)系式：

各種輸出與被測(cè)參數(shù)滿足線性關(guān)系的變送器均可適用。

例：一臺(tái)電Ⅲ型壓力變送器,測(cè)量范圍2～10MPa,從控制室測(cè)得信號(hào)為12mA時(shí),所測(cè)壓力是多少?當(dāng)所測(cè)壓力為7.6MPa時(shí),輸出為多少mA?（二）變送器的連線方式1.四線制現(xiàn)場(chǎng)控制室四線制變送器四根導(dǎo)線與現(xiàn)場(chǎng)變送器相連,其中兩根為電源線，兩根為信號(hào)線。

DDZ--ⅡDDZ--Ⅲ電源:220VAC24VDC信號(hào):0～10mA4～20mA2.二線制兩根導(dǎo)線與現(xiàn)場(chǎng)變送器相連,既為電源線又為信號(hào)線。電源與負(fù)載串聯(lián)后接到變送器上。

電源：24VDC信號(hào)：4～20mA前者電纜成本高、故障率高?，F(xiàn)場(chǎng)控制室二線制變送器五、電容式壓力（差壓）變送器1.測(cè)壓部件

由中心測(cè)量膜片(動(dòng)電極)、正負(fù)壓側(cè)隔離膜片、正負(fù)壓側(cè)弧形電極(固定電極)和電極引線等組成。中心測(cè)量膜片與正負(fù)壓側(cè)弧形電極件形成電容Ci1、Ci2。P1=P2時(shí)△P>0時(shí)，Ci1↓,Ci2↑感壓膜片產(chǎn)生位移,實(shí)現(xiàn)了由差壓向電容的轉(zhuǎn)換。

測(cè)壓部件結(jié)構(gòu)圖

d1d2差動(dòng)電容的相對(duì)變化值與被測(cè)差壓成正比。K1—固定電極面積與剛度決定的系數(shù)?！鱠

2.傳送部分

任務(wù)是將

轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4～20mADC電流輸出。1151電容式差壓變送器3051電容式差壓變送器

（一）壓力儀表的選用1.儀表類(lèi)型的選用滿足工藝生產(chǎn)的要求。2.儀表測(cè)量范圍的確定為保證彈性元件彈性變形安全：測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí),最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的2/3；測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí),最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的1/2；測(cè)量高壓時(shí),最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的3/5；測(cè)量最小壓力時(shí),被測(cè)壓力應(yīng)不低于儀表量程的1/3。3.儀表精度的選擇滿足工藝生產(chǎn)測(cè)量精度的要求。六、壓力計(jì)的選用、安裝與校驗(yàn)功能：顯示、報(bào)警、記錄、傳送（數(shù)字、模擬）；介質(zhì)條件：溫度、腐蝕性、粘度、臟污程度等；環(huán)境條件：溫度、震動(dòng)、電磁場(chǎng)等。例1.某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)出口壓力范圍為25～28ΜPa測(cè)

量誤差不得大于±1ΜPa。工藝要求就地顯示,并

能進(jìn)行高低限報(bào)井,請(qǐng)正確選用一臺(tái)壓力表。解：由于往復(fù)泵出口壓力為脈動(dòng)壓力∴Ｐ=28×2=56（ΜPa）可選0～60ΜPa由于25/60＞1/3故被測(cè)壓力的最小值不低于滿量程的1/3。允許誤差：±1／60×100%

=

±1.67%所以選精度等級(jí)為1.5級(jí)。0.005；0.02；0.05；0.1；0.2；0.25；0.4；0.5；1.0；1.5；2.5；例2.需要就地測(cè)量某儲(chǔ)罐中的壓力,被測(cè)介質(zhì)的工作壓力為6.0MPa,要求最大測(cè)量誤差不能超過(guò)被測(cè)壓力的2%,儀表應(yīng)如何選擇？解：①選擇類(lèi)型:就地指示儀表,沒(méi)有特殊要求。

普通彈簧管壓力表。

②測(cè)量范圍選擇:因?yàn)闇y(cè)量的儲(chǔ)罐壓力變化應(yīng)比較平穩(wěn),則③精度選擇:根據(jù)題意,工藝所允許的最大絕對(duì)誤差為

測(cè)量范圍：0~10MPa0~1，1.6，2.5，4，6，10×所選壓力表要求的最大允許誤差為：

則儀表允許的最大誤差為：精度應(yīng)為:1.0級(jí)

選擇結(jié)果：普通彈簧管壓力表，測(cè)量范圍0～10MPa,精度1.0級(jí)。

某測(cè)溫儀表的測(cè)量范圍為0～1000℃,據(jù)工藝要求,

溫度測(cè)量誤差不允許超過(guò)±7℃,應(yīng)如何選擇儀表精度才能滿足要求?去掉“±”號(hào)與“％”號(hào),此值介于0.5和1.0級(jí)之間若選擇等1.0級(jí)的儀表,其允許誤差為±1.0％,超過(guò)工藝允許的最大差。儀表允許的最大引用誤差應(yīng)為:例3.故應(yīng)選擇0.5級(jí)精度才能滿足要求。結(jié)論:

根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)確定精度等級(jí):q允≥qmax且

q允≥hmax根據(jù)工藝要求選擇儀表精度等級(jí):

q允≤qmax

且

q允≤

hmax（二）壓力儀表的安裝壓力儀表的安裝正確與否,直接影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和儀表的使用壽命。1.取壓點(diǎn)的選擇1）取壓點(diǎn)與容器壁要垂直,選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)管段部分（不要選在管路拐彎、分叉、死角或形成旋渦的地方）。2）取管內(nèi)端面與設(shè)備內(nèi)壁保持平齊,不應(yīng)突出。3）測(cè)量液體壓力時(shí),取壓點(diǎn)應(yīng)在管道的下部，測(cè)量氣體壓力時(shí),取壓點(diǎn)應(yīng)在管道的上部。2.導(dǎo)壓管鋪設(shè)1）導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適,一般內(nèi)徑為6-10mm,長(zhǎng)度不超過(guò)50m。2）導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)要有（1：10-1：20）傾斜度。

3）取壓點(diǎn)到壓力儀表之間應(yīng)按裝切斷閥。3.壓力儀表的安裝1）安裝在易觀察和檢修的地方。2）避免振動(dòng)和高溫。

3）測(cè)量蒸汽壓力時(shí),應(yīng)加裝凝液管（圖a）。

腐蝕性介質(zhì)的壓力測(cè)量,應(yīng)加裝中性介質(zhì)隔離罐（圖b）。

4）測(cè)較小壓力,而壓力表與取壓點(diǎn)不在同一高度,注意高度差引起測(cè)量誤差（圖c）。

如圖所示

b.測(cè)量有腐蝕性介質(zhì)

c.儀表位于設(shè)備之下3.壓力儀表的安裝a.測(cè)量蒸汽（三）校驗(yàn)

1.校驗(yàn)方法

(1)將被校表的示值與標(biāo)準(zhǔn)壓力比較。(2)將被校表與標(biāo)準(zhǔn)表示值在相同條件下進(jìn)行比較。①標(biāo)準(zhǔn)表允許絕對(duì)誤差應(yīng)小于等于被校表允許絕對(duì)誤差的1/3。標(biāo)準(zhǔn)儀表的選擇原則：

②要求標(biāo)準(zhǔn)表的測(cè)量上限應(yīng)比被校表大一檔。a標(biāo)允≤（1/3）a被允3.校驗(yàn)方法平衡關(guān)系為A—

測(cè)量活塞1的截面積；W、W0

—

砝碼和測(cè)量活塞(托盤(pán))的重；P—

被測(cè)壓力。

2.校驗(yàn)儀器活塞式壓力計(jì)

(1)在被校儀表的測(cè)量范圍內(nèi)均勻選擇

5點(diǎn)以上，并應(yīng)包括上、下限;(2)確保得到正、反行程誤差;(3)為減小讀數(shù)誤差,誤差值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)表上讀取;(4)根據(jù)校驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,最終按精度等級(jí)要求得出結(jié)論。活塞式壓力計(jì)例：