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壓力測(cè)量?jī)x表基礎(chǔ)原理
在工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化中，壓力是需經(jīng)常測(cè)量和控制的參數(shù)之一。人們根據(jù)不同測(cè)量對(duì)象的物理性能，運(yùn)用不同的物理原理和規(guī)律，設(shè)計(jì)制造出了各種類型的壓力儀表。它主要應(yīng)用在液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)的檢測(cè)和控制。目前在工業(yè)生產(chǎn)中、應(yīng)用的壓力儀表有彈性式壓力儀表和電動(dòng)單元組合儀表中的壓力變送器兩大類。
按其感測(cè)元件，有彈簧管、膜片、膜盒、波紋管等數(shù)種。本節(jié)主要介紹幾種常用的壓力儀表工作基本原理及使用方法。
一、常用壓力測(cè)量?jī)x表的基本原理
(一)普通彈簧管壓力儀表的基本原理
彈簧管壓力儀表主要應(yīng)用于非腐蝕性、無(wú)結(jié)晶的液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)的壓力和真空的測(cè)量。其儀表的工作原理是基于被測(cè)介質(zhì)的壓力進(jìn)入彈簧管時(shí)，引起彈簧變形，從而產(chǎn)生相應(yīng)位移，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使指針在刻度盤上指示出來，如圖9-16、9-17所示。
(二)膜片式壓力儀表的基本原理
膜片式壓力儀表主要用于測(cè)量有一定腐蝕性的介質(zhì)壓力和易結(jié)晶和易凝固的各種粘性等介質(zhì)的壓力和真空度的。該種儀表主要有一個(gè)氣室和膜片及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。它的工作原理是當(dāng)被測(cè)介質(zhì)進(jìn)入氣室時(shí)，膜片受到壓力作用，從而產(chǎn)生相應(yīng)的位移，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)指針在刻度盤上指示出測(cè)量值。
圖9-16 彈簧管壓力表 圖9-17 彈簧管壓力表原理示意圖
1-接頭；2-襯圈；3-度盤；4-指針；
5-彈簧管；6-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（機(jī)芯）；7-拉桿；
8-表殼；9-游絲；10-調(diào)整螺釘
(三)電接點(diǎn)壓力儀表的基本原理
電接點(diǎn)壓力儀表，適用于非腐蝕性、無(wú)結(jié)晶的液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)。其工作原理與彈簧管壓力儀表一樣，均是利用彈簧管變形，而產(chǎn)生相應(yīng)位移，使指針在刻度盤上指示出測(cè)量值。只是電接點(diǎn)壓力儀表多一套電接點(diǎn)裝置，它與相應(yīng)的電氣器件(如繼電器及接觸器等)配套使用，便使被測(cè)壓力逾出上下*能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、發(fā)訊和報(bào)警。電接點(diǎn)壓力表接線原理圖如圖9-18所示：
圖9-18 電接點(diǎn)壓力表接線原理圖
(四)遠(yuǎn)傳壓力變送器的基本原理
遠(yuǎn)傳壓力變送器種類繁多，按其能源形式可分為氣動(dòng)、電動(dòng)兩大類。按測(cè)量元件還可分為波紋管、彈簧管、電容式等數(shù)種。本節(jié)僅介紹電動(dòng)類型，測(cè)量元件為波紋管的遠(yuǎn)傳壓力變送器。
電動(dòng)遠(yuǎn)傳壓力變送器為電動(dòng)單元組合儀表中的一個(gè)單元。壓力變送器在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中作為檢測(cè)環(huán)節(jié)，用以連續(xù)測(cè)量液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)的壓力或負(fù)壓(即真空吸力)，也可以用來測(cè)量開口容器的液位。并將被測(cè)的參數(shù)轉(zhuǎn)換為0-10mA或4-20mA的直流信號(hào)。它與調(diào)節(jié)器及其它的儀表可組成自動(dòng)測(cè)量。記錄調(diào)節(jié)、控制等系統(tǒng)。
電動(dòng)遠(yuǎn)傳壓力變送器主要有測(cè)量元件(波紋管)和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)及電子放大器等部件組成。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的壓力P通過測(cè)量元件(波紋管)轉(zhuǎn)換成作用力F，在F的作用一下，產(chǎn)生力矩使力平衡轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的主杠桿產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)副杠桿下檢測(cè)片產(chǎn)生位移S，此位移由檢測(cè)放大器檢測(cè)放大，而輸出直流信號(hào)，該輸出直流信號(hào)流過反饋動(dòng)圈時(shí)，產(chǎn)生電磁反饋力F反使副杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)反饋力F反所產(chǎn)生的力矩與作用力F所產(chǎn)生的力矩相平衡時(shí)，檢測(cè)片不再位移，壓力變送器便達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)放大器輸出電流與輸入壓力值成正比。