压力表工作原理及结构 用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强。压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装臵。仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力（习惯上称表压）、负压 (习惯上称真空)和差压。 图1各种压力间的关系表示各种压力间的关系。工程技术上所测量的多为表压。压力的国际单位为帕(Pa)。压力的其他单位还有：工程大气压(kgf/cm2)、巴(bar)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)(即托)等。 压力是工业生产中的重要参数。如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。 弹性式压力测量仪表利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽(-0.1～1500兆帕)，是压力测量仪表中应用最多的一种。 一、压力表 1.1、压力表的工作原理 弹簧管压力表又称为波登管压力表。压力表中的弹簧的自由端是封闭的，它通过拉杆带动扇形齿轮转动。测压时，弹簧管在被测压力作用下产生变形，因而弹簧管自由端产生位移，位移量与被测压力的大小成正比，使指针偏转，在度盘上指示出压力值。如果表壳内通有大气，压力表测出的压力为正压或负压;如果将表壳密封并抽真空,压力表测出的压力就是绝对压力。弹簧管压力表带有隔离装臵时，尚可测量温度较高或腐蚀性、粘稠状、易结晶和粉尘状介质的压力。在精确度较高（如0.25级以上）的弹性式压力测
膜片和膜盒 diaphragm and diaphragm capsule 压力测量仪表中的测压弹性元件。由金属或非金属材料制成、周边固定而受力后中心可移动的、具有一定型面的薄片称为膜片。按型面的形状不同膜片可分为平膜片、波纹膜片和球形膜片。型面平坦无波纹的膜片为平膜片；型面具有同心环形波纹的膜片为波纹膜片。将两个膜片的外边缘密封而构成的盒体称为膜盒（见图）。 在压力、轴向力作用下，膜片、膜盒均能产生位移。膜片、膜盒主要用作压力测量仪表的测量元件。膜盒用于测量微小压力。膜片用于测量不超过数兆帕的低压；也可用作隔离元件。在相同的条件下，平膜片位移最小，波纹膜片次之，膜盒最大。如需更大位移，可将数个膜盒串联成膜盒组。 弹簧管 bourdon tube 一端封闭的特种成型管，当管内和管外承受不同压力时，则在其弹性极限内产生变形。弹簧管是压力测量仪表中的一种压力检出元件。它是用弹性材料制作的、弯成C形、螺旋形和盘簧形等形状的中空管。 最早的弹簧管弯成C形，因为法国人E.波登所发明，故又称波登管，现代仍大量应用。它的自由端可移动，开口端固定。管中通入流体，在流体压力作用下，弹簧管发生变形，自由端产生线位移或角位移。 弹簧管的测量范围可由数十千帕至一吉帕以上。常见的截面形状有椭圆形、扁形、圆形（见图）。其中扁管适用于低压，圆管适用于高压，盘成螺旋形弹簧管可用于要求弹簧管有较大位移的仪表中。
波纹管 bellows 压力测量仪表中的一种测压弹性元件。它是具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱的壳体，波纹管具有弹性，在压力、轴向力、横向力或弯矩作用下能产生位移。波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十 兆帕。 另外，波纹管也可以用作密封隔离元件，将两种介质分隔开来或防止有害流体进入设备的测量部分。它还可以用作补偿元件，利用其体积的可变性补偿仪器的温度误差。有时也用作为两个零件的弹性联接接头等。波纹管按构成材料可分为金属波纹管、非金属波纹管两种；按结构可分为单层和多层。 单层波纹管（见图）应用较多。多层波纹管强度高，耐久性好，应力小，用在重要的测量中。波纹管的材料一般为青铜、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金和因康镍 尔合金等。 【电测式压力测量仪表】 这类仪表利用金属或半导体的物理特性直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。代表性产品有由压电式、压阻式、振频式、电容式和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。精确度可达0.02级，测量范围从数十帕至700兆帕不 等。 图4为压阻式压力传感器的原理示意。它是利用半导体材料硅受压后电阻率改变与所受压力有一定关系的原理制做的。用集成电路工艺在单晶硅膜片的特定晶向上扩散一组等值应变电阻，将电阻接成电桥形式。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，应变使电阻值发生与被测压力成比例的变化，电桥失去平衡，输出 一电压信号至显示仪表显示。
第三章压力检测仪表 压力是工业生产过程中重要工艺参数之一。许多工艺过程只有在一定的压力条件下进行，才能取得预期的效果；压力的监控也是安全生产的保证。压力的检测和控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。压力测量仪表还广泛地应用于流量和液位测量方面。 1．压力概念和单位 压力概念：在工程上，“压力”定义为垂直均匀地作用于单位面积上的力，通常用P表示，对应于物理学中的压强。 单位：国际标准单位为帕斯卡，简称为帕，符号为Pa，加上词头又有千帕、兆帕等，我国规定帕斯卡为压力的法定单位。目前，工程技术中仍常用的单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。 在工程上，压力有几种不同的表示方法，并且有相应的测量仪表。 (1)绝对压力被测介质作用在容器表面积上的全部压力称为绝对压力。用来测量绝对压力的仪表， 称为绝对压力表。
(2)大气压力由地球表面空气柱重量形成的压力，称为大气压力。它随地理纬度、海拔高度及气象 条件而变化，其值用气压计测定。 (3)表压力通常压力测量仪表是处于大气之中，则其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差， 称为表压力。一般地说，常用的压力测量仪表测得的压力值均是表压力。 (4)真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值(负压力)，其绝对值称为真空度，用来测量真 空度的仪表称为真空表。 (5)差压设备中两处的压力之差简称为差压。生产过程中有时直接以差压作为工艺参数，差压测量 还可作为流量和物位测量的间接手段。 压力检测的主要方法及分类： 根据不同工作原理，主要的压力检测方法及分类有如下几种。 （1）重力平衡方法 液柱式压力计基于液体静力学原理。被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，将被测压力转换为液柱高度来测量，其典型仪表是U形管压力计。这类压力计的特点是结构简单、读数直观、价格低廉，但—般为就地测量，信号不能远传；可以测量压力、负压和压差；适合于低压测量，测量上限不超过0.1～0.2 Mpa；精确度通常为0.02%～±0.15%。高精度的液柱式压力计可用作基准器。 负荷式压力计基于重力平衡原理。其主要型式为活塞式压力计。被测压力与活塞以及加于活塞上的砝码的重量相平衡，将被测压力转换为平衡重物的重量来测量。这类压力计测量范围宽、精确度高(可达±0.01%、性能稳定可靠，可以测正压、负压和绝对压力，多用作压力校验仪表。单活塞压力计测量范围达0.04～2500MPa，此外还有测量低压和微压的其他类型的负荷式压力计。 (2)机械力平衡方法 这种方法是将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量平衡时的外力可以测知被测压力。力平衡式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。这种类型的压力、差压变送器在电动组合仪表和气动组合仪表系列中有较多应用。
第一节压力检测仪表及变送器 一、概述 在化工、炼油等生产过程中，经常需要对压力和真空度进行检测和控制。根据生产过程的不同要求有的需要检测比大气压力高很多的高压，例如高压聚乙烯要在150Mpa的压力下进行反应。而有的生产过程却需要检测比大气压力低的真空度，例如炼油厂的减压蒸馏则需要在一定的负压下才能进行正常操作。此外，通过检测压力还可以间接测量液位的高低、流量的大小等，也可以判断设备的工作善。因此，为了保证产品质量、提高生产效率、确保生产安全顺利地进行，必须对压力进行检测或按一定的要求对压力进行控制。 所谓压力p是指垂直而均匀地作用于单位面积上的力。其数学表达式为 p＝（3－15） 式中p为压力，F为垂直作用力，S为受力面积。 在国际单位制（代号SI）和我国法定计量单位中规定，压力的单位是帕斯卡，简称帕，符号Pa，它表示每平方米的表面上垂直作用1牛顿的力，即1Pa ＝1N/m2。由于帕的单位太小，因此，工程上还常用千帕（kPa）和兆帕（MPa）压力单位，它们之间的关系为： 1Mpa＝1×103kPa＝1×106Pa 工程上习惯用的压力单位还有工程大气压（kgf/cm2）、标准大气压（atm）、毫米水柱（mmH2O）、毫米汞柱（mmHg）等，按照有关规定，这些单位已不再使用，但为了解这些单位与国际单位制中压力单位的关系，列出表3－5供参考。 单位名称帕（斯 卡） PPa 千克力每平方厘米 （工程大气压） kgf/cm2 毫米汞柱 mmHg 毫米水柱 mmH2O 标准大气压 atm 巴 bar 1Pa（帕） 1 0.0197×10-50.75×10-2 1.0197×10-10.987×10-51×10－5 1kgf/cm2(1千克 力每平方厘米) 0.9807×106 1 0.73556×1031040.9678 0.9807 1mmHg （1毫米汞柱） 1.332×102 1.3595×10-3 1 1.3595×10 1.316×10-3 1.332×10－3 1mmH2O （1毫米水柱） 0.9807×10 10-40.731556×10-1 1 0.9678×10-40.9807×10－4 1atm （1标准大气 压）1.01325× 105 1.0332 760 1.0332×104 1 1.01325 1bar（1巴）1×105 1.0197 0.75×103 1.0197×1040.9869 1 压力检测中，常用绝对压力、大气压力、表压（力）、负压（力）或真空
压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。液压式压力测量仪表常称为液柱式压力计，它是以一定高度的液柱所产生的压力，与被测压力相平衡的原理测量压力的。大多是一根直的或弯成U形的玻璃管，其中充以工作液体。常用的工作液体为蒸馏水、水银和酒精。因玻璃管强度不高，并受读数限制，因此所测压力一般不超过兆帕。 它的特点是。液柱式压力计灵敏度高，因此主要用作实验室中的低压基准仪表，以校验工作用压力测量仪表。由于工作液体的重度在环境温度、重力加速度改变时会发生变化，对测量的结果常需要进行温度和重力加速度等方面的修正。 弹性性式压力测量仪表是利用各种不同形状的弹性元件，在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同，可分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽，是压力测量仪表中应用最多的一种。 负荷式压力测量仪表常称为负荷式压力计，它是直接按压力的定义制作的，常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计。由于活塞和砝码均可精确加工和测量，因此这类压力计的误差很小，主要作为压力基准仪表使用，测量范围从数十帕至2500兆帕。 电测式压力测量仪表是利用金属或半导体的物理特性，直接将压力转换为电压、电流信号或频率信号输出，或是通过电阻应变片等，将弹性体的形变转换为电压、电流信号输出。代表性产品有压电式、压阻式、振频式、电容式和应变式等压力传感器所构成的电测式压力测量仪表。精确度可达级，测量范围从数十帕至700兆帕不等。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。
第三章 1．什么是真值？什么是约定真值？相对真值？ 答：真值是一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想的概念，一般是无法得到的。所以在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。 约定真值是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。 相对真值是指当高一级标准器的误差仅为低一级的1/3~1/20时，可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级的相对真值。 2．什么叫仪表的基本误差、测量误差和附加误差?有何区别? 答：仪表的基本误差是指在规定条件下仪表的误差。仪表在制造厂出厂前，都要在规定的条件下进行校验。规定条件一般包括环境温度、相对湿度、大气压力、电源电压、电源频率、安装方式等。仪表的基本误差是仪表本身所固有的，它与仪表的结构原理，元器件质量和装配工艺等因素有关，基本误差的大小常用仪表的精度等级来表示。 使用仪表测量参数时，测量的结果不可能绝对准确。这不仅因为仪表本身有基本误差，而且还因为从开始测量到最后读数，要经过一系列的转换和传递过程，其中受到使用条件、安装条件、周围环境等一系列因素影响，也要产生一定的误差。所以在很多情况下，仪表的显示数值与标准值(真实值)之间存在着一个差值，这个差值称为测量误差。通常情况下，仪表的测量误差大于基本误差，因为测量过程还产生-二些附加误差。 附加误差是仪表在非规定的参比工作条件下使用时另外产生的误差。如电源波动附加误差，温度附加误差等。 3．什么是仪表的反应时间?用什么方法表示? 答：当用仪表对被测量进行测量时，被测量突然变化以后，仪表指示值总要经过一段时间后才能准确地显示出来。反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快地反应出参数变化的品质指标。反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。 反应时间的表示方法有两种。 (1)当输入信号突然变化一个数值后，输出信号将由原始值逐渐变化到新稳态值。仪表的输出信号(即指示值)由开始变化到新稳态值的63．2％所用的时间，即为反应时间。 (2)用变化到新稳态值的95％所用的时间来表示反应时间。 4．什么是压力?它的法定计量单位是什么?
传感器应用之广泛，小到个人生活，大到工业应用，各行各业都有可能应用到。这也就带来一个问题，压力传感器如何去检测？检测压力传感器，根据目的不同，检测的项目也不一样，当然检测的方法也就会有区别。 1、加压检测，检单的方法是：给传感器供电，用嘴吹压力传感器的导气孔，用万用表的电压档检测传感器输出端的电压变化。如果压力传感器的相对灵敏度很大，这个变化量会明显。如果丝毫没有变化，就需要改用气压源施加压力。 2、桥路的检测，主要检测传感器的电路是否正确，一般是惠斯通全桥电路，利用万用表的欧姆档，量输入端之间的阻抗、以及输出端之间的阻抗，这两个阻抗就是压力传感器的输入、输出阻抗。如果阻抗是无穷大，桥路就是断开的，说明传感器有问题或者引脚的定义没有判断正确。 3、零点的检测，用万用表的电压档，检测在没有施加压力的条件下，传感器的零点输出。这个输出一般为mV级的电压，如果超出了传感器的技术指标，就说明传感器的零点偏差超范围。 通过以上方法，基本可以检测一个传感器的状况。如果需要准确的检测，就需要用标准的压力源，给传感器压力，按照压力的大小和输出信号的变化量，对传感器进行校准。并在条件许可的情况下，进行相关参数的温度检测。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克传感器、亚德克传感器、科瑞传感器、山武传感器、巴鲁夫传感器、倍加福传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/7b13781886.html,/
压力测量及仪表分类有哪几种？ 答：压力是指均匀垂直作用在单位面积上的力。通常在工业生产中是指流体压力。目前，我国颁布的法定计量单位规定：压力的单位为帕斯卡简称帕，记作Pa（牛/米2）原来通用的压力单位为千克每平方厘米，记作kgf／cm２，在工程上使用千克每平方厘米，记作kg／cm ２。用于液柱的计量单位为毫米汞柱及毫米水柱，记作mmＨg及mmＨ 。以下各压力单位换算关系为： ２o １帕＝牛顿／米２（Ｐa）１mmＨg＝133.322帕（Ｐa）１mmＨ２o＝9.80665帕（Ｐa）因1牛（顿）=0.102千克力（即Kgf） １千帕＝103帕（Kpa） 1兆帕＝106帕（ＭＰa） 压力测量是利用压力表或真空表对被测量进行计量。一般工业仪表所 指示的压力值，多数为表压，记作Ｐ表。所谓表压就是绝对压力（记作Ｐ绝）与大气压力（记作Ｐ气）之差。表压即为相对压力。 其表达式为Ｐ表＝Ｐ绝－Ｐ气 被测值如果低于大气压力，就称为负压，工业生产中通称的真空度，以毫米汞柱（mmHg）或毫米水柱（mmH2o）为单位。绝对压力、表压力、大气压力和真空度（负压力）的关系如图所示： ↑↑ ｜表｜
｜压｜ 绝｜力｜ 对｜｜大气压力线 压｜——｜———————————— 力｜负｜ ｜压｜ ｜力｜ ↓↓绝对压力零线 按工作性质不同。压力表可分为标准表和工作表。 按构造不同，压力表又分为弹簧管式（单圈式和多圈式），液体压力式（又分单管式、U型管式、多管式等）、波纹管式、膜片式、膜盒式等。 按压力测量范围不同，压力表可分为：高压表（0～1000kgf／cm2）、中压表（０～600kgf／cm2）低压表（０～60kgf／cm2）。真空压力表（ －760mmHg～０～25kg／cm2)、真空表（—760cmHg～０）。 根据用途，又分为普通表（０～1000kgf／cm2）、微压表（０～250mmH2o）、专用表（船用表、氨用表、氧用表、氢用表、乙炔表、耐酸表、耐硫表等）、特种表｛均压表、防冻表、防震表、防水表、风压表等｝、 各种压力表虽结构不同，测量工作过程不太一样。但其工作基本
习题3 3-1 什么叫测量过程？ 解 测量过程就是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程 3-5 某一标尺为0~1000℃的温度仪表出厂前经校验，其刻度标尺上的各点测量结果分别为： (2)确定该温度仪表的精度等级； (3)如果工艺上允许的最大绝对误差为±8℃，问该温度仪表是否符合要求？ 解 (1) 校验数据处理： 由以上数据处理表知，最大绝对误差：+6℃； (2)仪表误差：%6.0%1001000 6 max ±=?± =δ， 仪表的精度等级应定为1.0级； (3)仪表的基本误差：?m =1000?(±1.0%)=±10℃, 该温度仪表不符合工艺上的误差要求。 (1)求出该压力表的变差； (2)问该压力表是否符合1.0级精度？ 解 （1）校验数据处理： 由以上数据处理表知，该压力表的变差：1.2%； （2）仪表误差：%5.0%10010 005 .0max ±=?± =δ； 但是，由于仪表变差为1.2%>1.0%，所以该压力表不符合1.0级精度。 3-7．什么叫压力？表压力、绝对压力、负压力(真空度)之间有何关系？ 解 （1）工程上的压力是物理上的压强，即P=F/S （压强）。 （2）绝对压力是指物体所受的实际压力； 表压力=绝对压力-大气压力；
负压力（真空度）=大气压力-绝对压力 3-10．作为感受压力的弹性元件有哪几种？ 解 弹簧管式弹性元件、薄膜式弹性元件（有分膜片式和膜盒式两种）、波纹管式弹性元件。 3-11．弹簧管压力计的测压原理是什么？试述弹簧管压力计的主要组成及测压过程。 解：（1）弹簧管压力计的测压原理是弹簧管受压力而产生变形，使其自由端产生相应的位移，只要测出了弹簧管自由端的位移大小，就能反映被测压力p 的大小。 （2）弹簧管式压力计的主要组成：弹簧管（测量元件），放大机构，游丝，指针，表盘。 （3）弹簧管压力计测压过程为：用弹簧管压力计测量压力时，压力使弹簧管产生很小的位移量，放大机构将这个很小的位移量放大从而带动指针在表盘上指示出当前的压力值。 3-14 电容式压力传感器的工作原理是什么？有何特点？ 解 见教材第3章3.2.5节。当差动电容传感器的中间弹性膜片两边压力不等时，膜片变形，膜片两边电容器的电容量变化（不等），利用变压器电桥将电容量的变化转换为电桥输出电压的变化，从而反映膜片两边压力的差异（即压差）。 其特点：输出信号与压差成正比；应用范围广，可用于表压、差压、流量、液位等的测量。 3-15 某压力表的测量范围为0～1MPa ，精度等级为1.0级，试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为0.5MPa 时，标准压力计上读数为0.508MPa ，试问被校压力表在这一点是否符合1级精度，为什么？ 解 压力表允许的最大绝对误差为 ?max =1.0MPa ?1.0%=0.01MPa 在校验点0.5MPa 处，绝对误差为 ?=0.5-0.508=-0.008(MPa) 该校验点的测量误差为 %57.1%100508 .0008 .0-=?-= δ 故该校验点不符合1.0级精度。 3-16．为什么测量仪表的测量范围要根据测量大小来选取？选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有何问题？ 解 （1）为了保证敏感元件能在其安全的范围内可靠地工作，也考虑到被测对象可能发生的异常超压情况，对仪表的量程选择必须留有足够的余地，但还必须考虑实际使用时的测量误差，仪表的量程又不宜选得过大。 （2）由于仪表的基本误差?m 由其精度等级和量程决定，在整个仪表测量范围内其大小是一定的，选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值这样会加大测量误差。 3-17 如果某反应器最大压力为0.8MPa ，允许最大绝对误差为0.01MPa 。现用一台测量范围为0~1.6MPa ，精度为l.0级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0~1.0MPa ，精度为1.0级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。 解 用0~1.6MPa 、精度为l.0级的压力表来进行测量的基本误差 ?1max =1.6MPa ?1.0%=0.016MPa>0.01MPa(允许值) 该表不符合工艺上的误差要求。 用0~1.0MPa 、精度为l.0级的压力表来进行测量的基本误差 ?2max =1.0MPa ?1.0%=0.01MPa>0.01MPa(允许值) 该表符合工艺上的误差要求。
大作业说明书 基于MPX4115的数字压力测量仪器设计 学生姓名：xxx 学生学号：08372 专业：测控技术与仪器 指导教师：程xx
（一）系统总体设计 1：设计整体思想 基于MPX4115的数字气压计包括软硬件的设计与调试。软件部分通过对C 语言的学习和对单片机知识的了解，根据系统的特点编写出单片机程序。硬件部 分分为四大块，包括非电信号数据的采集、转换、处理以及显示: 。通过对设计 的了解，选择适合的器件，画出原理图。 2:系统总体框图 硬件部分由四部分构成，它们分别是：信息采集模块，数据转换模块，信息处理模块和数据显示模块。 (二)硬件电路设计及描述 1：数字压力测量仪设计意义 压力测量仪被广泛应用于国防领域、工业领域、医疗领域以及我们日常家庭生活中。其中的核心元件就是压力传感器，它在监视压力大小、控制压力变化以及物理参量的测量等方面起着重要作用。本系统设计的数字压力测量仪采用单片机控
制，具有使用方便、精度高、显示简单和灵活性等优点，而且可以大幅提高被控气压的技术指标，从而能够大大提高产品的质量 2：数据采集模块的芯片选择 压力传感器对于系统至关重要，需要综合实际的需求和各类压力传感器的性能参数加以选择。一般要选用有温度补偿作用的压力传感器，因为温度补偿特性可以克服半导体压力传感器件存在的温度漂移问题。 本设计要实现的数字气压计显示的是绝对气压值，同时为了简化电路，提高稳定性和抗干扰能力，要求使用具有温度补偿能力的压力传感器。经过综合考虑，本设计选用美国摩托罗拉公司的集成压力传感器。MPX4115可以产生高精度模拟输出电压。 数据采集模块由压力传感器MPX4115构成。其中1脚是输出信号端，输出的是与气压值相对应的模拟电压信号。数据采集模块的原理如图、 数据采集模块原理图 MPX4115的实物图 气压传感器MPX4115的原理 MPX4115系列压电电阻传感器是一个硅压力传感器。这个传感器结合了高级的微电机技术，薄膜镀金属。还能为高水准模拟输出信号提供一个均衡压力。在0℃-85℃的温度下误差不超过1.5%，温度补偿是-40℃-125℃。
一、基本要求 1 掌握测量仪表的性能指标（精度、变差、灵敏度、反应时间） 2 根据仪表校验数据能够正确确定仪表精度等级 3 根据工艺要求正确选择仪表精度等级 4 了解弹性式压力计的使用方法 5 掌握应变片式、压阻式、霍尔片式、电容式压力计的工作原理 6掌握差压式流量计的组成、工作原理、流量公式，分析造成测量误差的原因 7 掌握转子流量计的工作原理和示值修正 8 掌握差压式液位计测量液位的方法，及正负迁移的确定 9掌握热电偶温度计及热电阻的测温原理，常用热电偶的种类 10 补偿导线的选用方法,冷端温度补偿的方法 11 了解电动温度变送器的作用及原理 自测题 仪表性能部分 二、选择题 2、有一台测量范围为0-800℃的温度计，校验中发现最大绝对误差±6℃，那么这温度计的精度等级符合： A、0.5级 B、1.0级 C、0.75级 3、一台测量范围400-1000 ℃、精度等级为0.5级的温度表，它的最大允许绝对误差为： A、±2℃ B、±3℃ C、±5℃ 4、仪表精度等级数值越小，表示仪表的准确度： A、越低 B、越高 C、不变 三、计算、问答题 1、一台在现场使用多年的转子流量计，测量范围为0-100升/分，需要重新标定。在标定状态下，校准结果为下表所示： 问:(1)该仪表的最大绝对误差为多少？ （2）该仪表的最大相对百分误差为多少？
（3）该仪表的最大变差为多少？ （4）该仪表符合1级精度吗？ 2.已知一台精度等级为0.5级的温度计,下限刻度为负值,标尺的负值部分占全量称的25%,其仪表的允许最大绝对误差为 1,求该温度计的上下限刻度值为多大。 压力测量部分 1、1帕是——的力作用于1m2的面积上所形成的压力，1MPa等于——Pa， 1KPa等于——Pa 2、压力表测量仪表中，常用的弹性元件有——、——、和—— 3、弹簧管式压力表是利用弹簧管将被测压力转化为自由端的——而进行 测量的。 4.气动压力变送器是将——信号成比例地转换成——的统一标准信号 号输出 5.应变片式压力传感器是利用——原理构成的 6.弹簧管的截面呈——形或——形 7.测氧气压力时，不得使用浸——垫片 8. 某厂氨罐上的压力表坏了，一时找不到量程合适的氨用压力表，能 能否采用一般的工业压力表代用？ 二、选择题 1、一台装在测压点下方1.5m处的压力表（被测介质为液体），其指示值与实际的被测压力相比： A、偏低 B、偏高 C、相同 2、在选择弹性式压力计的测量范围时，如被测压力比较稳定（非高压），最大工作压力不应超过仪表上限刻度值的： A、1/2 B、2/3 C、3/5 3、在测量流体压力时，取压点应与流体流动方向： A、垂直 B、逆向 C、顺向 4.气动差压变送器，如果把反馈波纹管的有效面积增大，那么它的量称将： A、不变 B、变大 C、变小 5.压力表的使用范围一般在它量称的1/3-2/3， （1）如果超过了2/3，则 A.接头或焊口要漏 B. 压力表的传动机构要变形 C. 时间长了精度要下降 （2）如果低于1/3，则 A.因压力过低，仪表没有显示 B.精度要下降 C. 相对误差增大 6 某容器内的压力为1MPa, 为了测量它，应选用的量程为 A.0-1MPa B.0-1.6MPa C. 0-2.5MPa, D. 0-4MPa的工业压力表
压力测量仪表 1. 什么叫压力，它的法定计量单位是什么？ 答：压力是垂直均匀地作用在单位面积上的力，它的法定计量单位是帕斯卡(简称帕)，符号是Pa 。 1Pa 就是1牛顿(N)的力作用在1平方米(m 2)面积上所产生的压力，即 2222.1..111s m kg m s m kg m N Pa ===? Pa kPa MPa 61010001== 2. 写出其它压力单位与法定压力单位P ａ（帕斯卡）之间的换算关系。 答：1毫米水柱（mmH 2O ）=9.806375Pa ≈9.81帕。 1毫米汞柱（mmHg ）=133.322Pa ≈1.333×102帕 1工程大气压（kgf/cm 2）=9.80665×104Pa ≈9.81×104Pa 1物理大气压（atm ）=101325Pa ≈1.0133×105Pa 1巴（bar ）=100mbar ≈105Pa 3. 什么叫绝对压力、大气压、表压及真空度？它们的相互关系是怎样的？ 答：绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。 测量液体压力用的压力表上的读数叫表压，它是流体绝对压力与该处大气压力的差值。 如果被测流体的绝对压力低于大气压，则压力表所测得的压力为负压，其值称为真空度。 绝对压力、大气压、表压、真空度之间的相互关系如图所示。 4. 现用一单管水银压力计测某空气罐内的压力。若当地的重力加速度为标准重力加速度（即g=980.665cm/s 2）,当环境温度为30℃时，从压力计上读得的表压值为420mmHg,试求罐内的绝对压力为多少mmHg ？折合多少Pa? 解：由题可知当地的大气压力为760mmHg 。又由有关手册查得0℃与30℃时，汞的密度分别为13.5951、13.52g/cm 3,故罐内的绝对压力为 kPa mmHg P P P 866.15668.117768.4177605951.1352.13420760==+=× +=+=表大气绝所以罐内的绝对压力为1177.68 mmHg ，约等于156.866kPa 。
Dead weight testers are used for examination and calibration of pressure gauges and other pressure measuring instruments without using an external instrument. The main components are the measuring system, the valve units, the built-in screw pump for accurate pressure adjustment and the set of weights. The measuring system itself consists of a precise lapped-in pair of piston and cylinder. During the measuring process the piston is forced up by the pressure produced with the built-in screw pump re-spectively with external pressure supply, while the regular weights and maybe further extra weights, if required for the designated test pressure, press it down. With the built-in screw pump the test pressure can be adjusted to an equilibrium of the forces. When the forces on both sides of the piston are in balance, the piston will be floating, and the designated test pressure is reached exactly. For simplifying the handling, the instrument-specific weights are already referred to each relevant determined piston area and stamped with the pressure unit (bar/kPa). The influence of the friction between piston and cylinder is mini-mised by keeping piston and weights rotating while floating.The models described in this data sheet are available for pressure ranges 0.1 to 6, 0.1 to 10 resp. 0.1 to 25 bar. Technical data ? Pressure range: PD 6 0.1 to 6 bar PD 10 0.1 to 10 bar PD 25 0.1 to 25 bar ? Set of weights in bar / kPa ? External pressurised air supply for PD 10 and PD 25 required, indeed as high as the pressures that have to be examined 1); external pressurised air supply for PD 6 recommended (compare page 2) ? Accuracy of the adjusted examination pressure: better 0.05 % resp. 0.03 % (with official verification or DKD-approval) referred to the effective pressure. Up to 0.6 bar the maximum error is constantly ±0.3 mbar (at 0.05%) resp. ± 0.18 mbar (at 0.03%) ? Reference conditions for the granted accuracy: ambient temperature + 20 °C ± 2 °C accelaration of fall = 9.8102 m/s 2 ? Dimension of the crosssection of the measuring unit: 1.0 cm 2 ± 0.2 % ? Rotation of the weights: by electrical drive (220 VAC / 50 Hz / 45 mA) ? Connection for pressure gauges: 1 clamping sleeve G ? and M 20x1.5 each ? Connection for external pressurised air: plug connection (Prestolock) for P A hose N 4 x 1, for PD 6 and PD 10 with expansion plug for N 6 x 1 ? Medium: pressurised air or neutral gas, e.g. nitrogen ? Case: grey-painted Al-case (self-supporting cap), 3 machine mounts for the exact horizontal positioning according to installed circular level ? Case dimensions including star handle: (L x W x H) 490 x 480 x 330 mm (19.29" x 18.9" x 12.99") ? Required working surface: 520 x 450 mm (20.47" x 17.72")? Weights: (approx.) PD 6 PD 10 PD 25 Dead weight tester 28 kg 28 kg 28 kg Set of weights 7 kg 16 kg 31 kg Transport box dead weight tester 21 kg 21 kg 21 kg Transport box set of weights 2 kg 5 kg 5+2 kg 1) T o reach these pressures, a gas cylinder (nitrogen) or an air pressure intensifier can be applied. PD 6PD 10 PD 25 Models Dead Weight Testers Dead weight testers for pressurised air or neutral gas Pressure ranges 0.1... 6 bar, 0.1 ... 10 bar and 0.1 ... 25 bar 10912 12/11 Scope of delivery Beside the dead weight tester and the set of weights the scope of delivery comprises the following:? 1 operating instruction ? 1 canister with 1 litre special oil (drilling oil and sealing liquid)? 1 cover plate ? 1 special sealing for test item with 2 chambered o-rings ? 4 o-rings as replacement ? 2 expansion plugs for N 6x1 (admission pressure connection) for models PD 6 and PD 10 ? 2 plugs for "oil drains" (21, 26 compare page 3), already plugged in when being delivered Special versions and accessory ? Set of weights in kp/cm 2; other set of weights upon request ? Test certificate 3.1.B according to EN 10204 for indication accuracy ? Official verification or DKD-approval (the installation location has to be specified for this)? Hose N 4 x 1 for Prestolock ? Fitting of the hose 4 x 1 on ?" NPT male Operating instructions (see also page 3, drawing 1...5b) ATTENTION ! Please handle the dead weight tester only at the hanholds for transporting and repositioning, but never at the measuring system. Otherwise this could lead to serious damage.Putting into operation The dead weight tester and the set of weights are supplied in separate wooden transport boxes (PD 25 two boxes for set of weights). Please release the transport screws before taking the instrument out of the transport boxes. Place the instrument at the workplace and adjust it via the in-tegrated circular level by screwing in the machine mounts. The machine mounts have orifices for mounting to the workplace.Screw in the clamp handles and the helicoidal gear pump head.Plug in the motor. ... PD 25