模块五　压力测量　课件　广东2022中职《传感器应用技术》

课题一 压力的测量 课题二 力的测量 课题三 称重传感器 课题四 压力变送器 模块五 压力测量 ¤ 了解压力传感器的种类与基本结构 ¤ 了解压力传感器的工作原理 ¤ 掌握压力传感器的安装、校验和选择 课题一　压力的测量 任务提出： 压力是工业自动化生产过程中的重要参数。如下图所示的是一种化工行业常用的干燥、造粒装置。通过压力式雾化器给料液施加一定的压力(2~4MPa)，使料液雾化。 某化工厂接到一个新订单,要加工一种新材料塑料颗粒,因材料与以前有所不同,用现有设备无法完成。为降低改造成本,节省调试时间,该厂技术部经讨论决定： 尽可能保持系统设备与参数不变,更换一个量程适合的压力传感器,做样品试验,进行调试。 化工厂的干燥、造粒装置 任务分析： 技术员接受了技术改造的任务,并进行了任务分析：材料不同,需设置不同的压力参数。如果压力过大,颗粒太小；如果压力过小,成品率低,影响经济效益。 本课题的任务就是学习压力的测量方法，掌握压力传感器的选型、测量方法。 相关知识 一、压力传感器 压力传感器是指将压力信号转变为电信号的装置。不同单位之间的相互转换关系见表5-1 对应于压力的表示方法,测量压力的传感器也可分为三大类,即绝对压力传感器、相对压力传感器和差压传感器。 1. 绝对压力传感器 绝对压力传感器所测得的压力数值是以真空为起点的压力。 2. 相对压力传感器 相对压力传感器也称表压传感器。 3. 差压传感器 差压是指两个压力P1和P2之差,又称为压力差。 二、压力测量系统 压力测量系统包括压力传感器、工程转换测量电路、控制电路和显示电路，如下图所示。 压力测量系统框图 常见压力传感器外形如下图所示。 常见压力传感器外形 三、应变式压力传感器 应变式压力传感器因结构简单,价格便宜,应用非常广泛。应变式压力传感器的核心是电阻应变片。应变片结构如下图所示。 金属电阻应变片结构示意图 金属电阻应变片按结构形式分为丝式、箔式和薄膜式三种。其特点及适用场所详见表5-2 四、压阻式压力传感器 压阻式压力传感器基于压阻效应。对一块半导体材料的某一轴向施加一定的载荷而产生应力时,该材料的电阻率会发生变化,这种物理现象称为半导体的压阻效应。压阻元件的常见外形如下图所示。 压阻式压力敏感元件结构 五、压力传感器的安装 压力传感器的安装有两个关键环节：一是压力传感器的引压管与所测压力管道或压力容器必须密封连接,不能因压力传感器的安装而使压力管道或压力容器泄漏,影响被测系统的正常运转。二是压力取样口位置的选择。 1. 压力传感器与所测压力管道或压力容器的密封连接 2. 取压口位置的选择 一般选择原则是： （1）取压口不得取在管道的弯曲、分叉及形成涡流的地方。 （2）当管道内有突出物体时,取压口应选在突出物体的前面。 （3）如果在阀门附近取时,与阀门的距离应大于2D，(D 为管道直径),取压口若在阀门后,与阀门的距离应大于3D。 （4）取压口应处于流速平稳、无涡流的区域。 3. 安装压力传感器应考虑的因素 除了上述两个关键环节之外,安装压力传感器时还应考虑以下因素： （1）安装在能满足仪表使用的环境条件和易观察、易检修的地方。 （2）安装地点应尽量避免振动和高温影响,对于蒸汽和其他可凝结的气体以及当介质温度超过６０℃时,就需要选用带冷凝管的压力接嘴进行安装。 （3）测量有腐蚀性、黏度较大、易结晶、有沉淀物的介质时,应选取带隔离膜片的压力传感器。 （4）仪表必须垂直安装。若装在室外时,还应加装保护箱。 （5）当测量小压力信号时,压力传感器应与取压口在同一高度,否则需要进行修正因高度差所引起的测量误差。 六、压力传感器的校验 为了保证压力传感器的测量精度,压力传感器需要定期校验。对于大压力传感器,校验压力传感器所需的设备主要是砝码压力计,如下图所示。 砝码压力计 压力传感器的校验方法是：在常态工作条件下,将传感器固定在试验夹具上,按下图连接电路和油路。 液压传感器电路与气路 任务实施 在选择压力传感器时,除了要遵守一般传感器的选择原则外,还应考虑以下问题： １．根据测量对象要求选用合适的传感器类型 ２．根据测量对象的环境选择与之相兼容的传感器 ３．根据测量对象选择适当量程的压力传感器 思考与练习： 1. 压力传感器分为哪几类? 2. 简述薄膜式应变压力传感器工作原理及其特点。 3. 压力传感器怎样与被测压力容器密封连接? 4. 量程较大的压力传感器校验时,多采用液压校准.试画出电路与气路连接图。 5. 简述压力传感器安装方法。 返回 ¤ 了解力传感器的种类与基本结构 ¤ 了解力传感器的工作原理 ¤ 掌握应变片的贴片方法 模块二 课题二　力的测量 任务提出： 桥梁是投资巨大、使用期很长的大型民用基础设施, 在其服役过程中,由于荷载作用、疲劳效