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压力测量仪表基础原理

点击次数:217  发布时间:2020-06-16

在工业生产过程自动化中,压力是需经常测量和控制的参数之一。人们根据不同测量对象的物理性能,运用不同的物理原理和规律,设计制造出了各种类型的压力仪表。它主要应用在液体、气体、蒸汽等介质的检测和控制。目前在工业生产中、应用的压力仪表有弹性式压力仪表和电动单元组合仪表中的压力变送器两大类。

按其感测元件,有弹簧管、膜片、膜盒、波纹管等数种。本节主要介绍几种常用的压力仪表工作基本原理及使用方法。

一、常用压力测量仪表的基本原理

(一)普通弹簧管压力仪表的基本原理

弹簧管压力仪表主要应用于非腐蚀性、无结晶的液体、气体、蒸汽等介质的压力和真空的测量。其仪表的工作原理是基于被测介质的压力进入弹簧管时,引起弹簧变形,从而产生相应位移,通过传动机构,使指针在刻度盘上指示出来,如图9-16、9-17所示。

(二)膜片式压力仪表的基本原理

膜片式压力仪表主要用于测量有一定腐蚀性的介质压力和易结晶和易凝固的各种粘性等介质的压力和真空度的。该种仪表主要有一个气室和膜片及传动机构等组成。它的工作原理是当被测介质进入气室时,膜片受到压力作用,从而产生相应的位移,经传动机构,带动指针在刻度盘上指示出测量值。

        

   图9-16 弹簧管压力表                   图9-17 弹簧管压力表原理示意图

1-接头;2-衬圈;3-度盘;4-指针;

5-弹簧管;6-传动机构(机芯);7-拉杆;

8-表壳;9-游丝;10-调整螺钉

 (三)电接点压力仪表的基本原理

电接点压力仪表,适用于非腐蚀性、无结晶的液体、气体、蒸汽等介质。其工作原理与弹簧管压力仪表一样,均是利用弹簧管变形,而产生相应位移,使指针在刻度盘上指示出测量值。只是电接点压力仪表多一套电接点装置,它与相应的电气器件(如继电器及接触器等)配套使用,便使被测压力逾出上下限时能实现自动控制、发讯和报警。电接点压力表接线原理图如图9-18所示:

 

图9-18 电接点压力表接线原理图

 (四)远传压力变送器的基本原理

远传压力变送器种类繁多,按其能源形式可分为气动、电动两大类。按测量元件还可分为波纹管、弹簧管、电容式等数种。本节仅介绍电动类型,测量元件为波纹管的远传压力变送器。

电动远传压力变送器为电动单元组合仪表中的一个单元。压力变送器在自动调节系统中作为检测环节,用以连续测量液体、气体、蒸汽等介质的压力或负压(即真空吸力),也可以用来测量开口容器的液位。并将被测的参数转换为0-10mA或4-20mA的直流信号。它与调节器及其它的仪表可组成自动测量。记录调节、控制等系统。

电动远传压力变送器主要有测量元件(波纹管)和转换机构及电子放大器等部件组成。当被测介质的压力P通过测量元件(波纹管)转换成作用力F,在F的作用一下,产生力矩使力平衡转换机构的主杠杆产生偏转,同时带动副杠杆下检测片产生位移S,此位移由检测放大器检测放大,而输出直流信号,该输出直流信号流过反馈动圈时,产生电磁反馈力F使副杠杆转动,当反馈力F所产生的力矩与作用力F所产生的力矩相平衡时,检测片不再位移,压力变送器便达到一个新的稳定状态,此时放大器输出电流与输入压力值成正比。

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