第六讲 电气式压力计.doc

第六讲 电气式压力计（一）
1.电气式压力计原理：基于把压力转换成各种____电量____，来进行压力测量的仪表。
2.分类
（1） 在弹簧管压力计上附加一些___变换装置____，把弹簧管自由端的机械位移转换为某种___电量______的变化而进行压力测量。（如：___电阻式_____、__电感式______、__霍尔片式____等）
（2） 不需弹簧管压力表，直接利用电气元件将压力转换成各种__电量_____信号进行压力测 量的电气式压力表。（如：__应变片式_______、___振弦式______等）
3.组成
电气式压力计都是由_____压力传感器________、__测量电路________、___指示器______三部分组成。
一、 霍尔式远传压力表
1.霍尔效应
在用一块半导体材料（如锗）制成的霍尔片的一个方向上通入一恒定电流，在与电流垂直的方向上施加一个非均匀磁场，那么受洛伦磁力作用，在第三方向的两端面产生一个__电位差_____，这个电位差就叫做__霍尔电势_____，这个物理形象就叫霍尔效应。
2.霍尔片式远传压力表就是以___霍尔效应______为基础的，以__霍尔元件_______与__弹性元件____结合在一起构成的霍尔压力变送器为核心，由霍尔压力变送器和显示仪表组成，利用弹簧管和霍尔片来实现______压力—位移—霍尔电势____________的转换的电气式压力表。
3.组成
霍尔压力变送器由___霍尔元件_____与___弹性元件_____结合在一起构成。__霍尔压力变送器_________________和显示仪表组成霍尔式远传压力表。
4.霍尔片式远传压力变送器的结构
如图被测压力由弹簧管___固定端_______引入，弹簧管___自由端_____与霍尔片相连接，霍尔片上下方垂直安放两对__磁极____，霍尔片四个端面引出四根导线，其中两根和直流稳压电源相连接，另两根用来输出信号。
5.霍尔片式远传压力变送器的工作原理
在被测压力（P）的作用下，弹簧管自由端连同霍尔片产生__线性位移_______，改变了霍尔片在非匀强磁场中的位置，从而在霍尔片垂直于磁钢的方向上产生了一个___霍尔电势VH_______________，霍尔电势传至显示器，显示___被测压力_______，这就是霍尔片式远传压力变送器的工作原理。
【例1】电气式压力计是（ C ）
A.将被测压力转换成液柱高度进行测量
B.将被测压力转换成弹性元件变形进行测量
C.将被测压力转换成电信号进行测量
D.将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重量进行测量
【例2】霍尔片式远传压力表的核心是____霍尔压力变送器_____________，其实质是实现___压力—位移—霍尔电势_________的转换。
【随堂练习】
1.下列关于霍尔片式压力变送器的叙述不正确的是（ C ）
A.它适应压力信号远距离传送和显示
B.它是霍尔片式弹簧管压力表的核心
C.它的霍尔片被放在一个均匀的磁场中移动产生电势变化
D.霍尔压力变送器的实质是一种位移一电势转换装置
2.无论哪类电气压力计，它们都是由____压力传感器________、__测量电路_________和指示器三部分组成。
【课后练习】
1.下列属于电气式压力计的是（ C ）
A.波纹管式压力计 B.活塞式压力计
C.霍尔片式压力计 D.液柱式压力计
2.电气式压力计从结构上分有两类，一类是在弹簧管上附加一个变换装置，另一类是不需在弹簧管上附加任何转换装置，直接进行压力测量，下列电气式压力计不属于第一种的是（ D ）
A.霍尔片式 B.电感式 C.电阻式 D.应变片式
3.电气式压力计工作时，首先通过__弹性____元件，将压力转变成机械量，再通过__电气____元件将机械量转变成__电量______，从而实现压力测量。测压时，介质流动方向应与引压管___垂直____。
4.霍尔片式远传压力表就是以___霍尔效应______为基础的，以__霍尔元件______与___弹性元件_____结合在一起构成的__霍尔压力变送器___________为核心，由霍尔压力变送器和显示仪表组成，利用弹簧管和霍尔片来实现_____压力—位移—霍尔电势_______的转换的电气式压力表。

第七讲 电气式压力计（二）
一、 电感式远传压力表
1.电感式远传压力表就是以____电磁感应______为基础，通过___转换器______把压力的变化转换成线圈__电感量___的变化来测知压力的电气式压力测量仪表。
2.组成
电感式远传压力表由___弹簧管_____、___差动式电感转换器_______、____显示仪表___三部分组成。
3.电感式远传压力表的工作原理
在被测压力由弹簧管固定端引入，使弹簧管产生变形，即其自由端产生___位移_____，同时带动与自由端的相连的衔铁产生位移，从而引起电感线圈的___电感量_____发生变化，于是在负载电阻上有___电流_____通过，即有__电压____输出，其大小与所测压力成比例，即实现了__压力—电感________（P-L）的转化，由__输出电压____即测得被测压力大小。这就是电感式远传压力表的工作原理。
二、 应变片式远传压力表
1.应变片式远传压力表是以导体或半导体的__应变效应_______为基础，通过___转换器_____把压力的变化转换成应变片的__电阻值_____的变化，并由桥式电路获得相应的__毫伏输出信号_____________，再经显示仪表测得被测压力的电气式压力测量仪表。
2.组成
应变片式远传压力表由__应变片式压力传感器_________、__转换器 ________、__显示仪表________组成。
3.应变片式远传压力表的工作原理
被测压力作用于不锈钢膜片从而使应变筒产生轴向受压变形，从而使连接在桥式电路中的应变片___电阻值______发生改变（即完成___压力—电阻________转换），使桥式电路失去平衡，从而获得___不平衡电压_______作为压力传感器的输出信号，从而由输出电压测得被测压力的大小，这就是应变片式远传压力表的工作原理。
三、 振弦式压力测量仪表
1. 振弦式压力测量仪表就是将压力的变化转换成___弦的张力________的变化，再进一步转变为____频率_____的变化，然后由频率f而得知被测压力的大小的一种电气式压力测量仪表。
2. 振弦式压力变送器的优点
精度等级__高___（0.2级），使用温度范围___广_____。
【典型例题】
【例1】应变式压力变送器的实质是实现（ B ）
A.压力—电感—电压 B.压力—电阻—电压
C.压力—位移—电势 D.压力—张力—频率
【例2 】电感式远传压力表就是以___电磁感应________为基础，通过___转换器_____把压力的变化转换成线圈__电感量_____的变化来测知压力的电气式压力测量仪表。
【随堂练习】
1.无需附加弹性元件就可以实现压力测量的电气式压力计是（ D ）
A.霍尔片式压力计 B.电感式远传压力表
C.电阻式远传压力表 D.振弦式压力测量仪表
2.振弦式压力测量仪表就是将压力的变化转换成___弦的张力________的变化，再进一步转变为__频率_______的变化，然后由频率f而得知被测压力的大小的一种电气式压力测量仪表。
【课后练习】
1.下列关于电气式压力计说法错误的是（ C ）
A.通过弹性元件将压力信号转换成各种电信号进行压力测量
B.能满足快变压力，脉动压力，远距离传送，自动化水平等要求
C.霍尔片式压力计是利用霍尔效应将压力信号转换成电流信号进行压力测量
D.应变式是将压力信号转换成电阻信号进行压力测量
2.能够适应快速变化的脉动压力、高真空和超高压等场合的压力测量仪表是（ C ）
A.霍尔片式 B.电感式 C.应变片式 D.振弦式
3.基于电磁感应为基础电气式压力计的是（ B ）
A.霍尔片式压力计 B.电感式远传压力表
C.应变片式远传压力表 D.振弦式压力测量仪表
4.应变片式远传压力表是以导体或半导体的__应变效应_______为基础，通过转换器把__压力____的变化转换成应变片的__电阻值______变化，并由桥式电路获得相应的___毫伏输出信号_______，再经显示仪表测得被测压力的电气式压力测量仪表。
5.简述应变片式远传压力表的工作原理。
以导体或半导体的“应变效应”为基础，由压力敏感元件把被测压力的变化转换为弹性体的应变量，同时另一个粘贴在压敏元件上的应变片把应变是转换成电阻量的变化，从而完成压力—电阻转换。使桥式电路失去平衡，从而获得不平衡电压作为压力传感器的输出信号，从而由输出电压测得被测压力的大小。这就是应变片式远传压力表的工作原理。

变浮力式液体位计
沉筒式液位计是应用浮力原理测量液位的一种典型仪表。它的基本原理是___利用悬挂在容器中的沉筒，由于被浸没的高度不同，以致所受的浮力不同来测量液位的高度_____________________。沉筒式液位计主要由____ ___变送器__________和__显示仪表____两部分组成。______沉筒的长度________就是仪表的量程。常用结构又分为扭力管式和轴封膜片式两种。
如图所示为扭力管式液体位计，沉筒垂直地悬挂在杠杆的一端，杠杆另一端与__扭力管_______、__芯轴_____的一端垂直固定在在一起，并由固定在外壳上的支点支撑。扭力管的另一端通过法兰固定在仪表外壳上，芯轴的另一端为自由端，用来输出角位移。
当液位低于沉筒时，沉筒作用在扭力管上的扭力矩_____最大_______，使扭力管产生的扭角最___大____，约为____7º ___，当液位浸没整个浮筒，作用在扭力管上的扭力矩___最小____，使扭力管产生的扭角最_____小______，约为____2º _____。
沉筒式液位计的输出信号不仅与液位高度有关，而且还与___被测液体密度_________有关。因此被测介质变化时，必须进行重新修正。
沉筒的___长度_________就是可以测量液高的最大范围。
沉筒液位计还可以用于测量_____两种密度不同的液体分界面__________。