测压仪

一种用于冶金工业轧钢机上测量轧制压力的仪器

测压仪是一种用于冶金工业轧钢机上测量轧制压力的仪器，是实现轧机自动化和钢板厚度自动控制的关键设备；也可以用于重工业、矿山和化工部门作为测力和称重工作的设备。

仪器作用

测压仪是用来测定并指示轧制压力的元件。它可以置于压下螺丝和上支承辊轴承座之间，考虑到该处经常运动对固定测量线路带来的影响，有的把它安装在下支承辊轴承座的下面，但这时必须把测压仪密封好，防止水和氧化铁皮的浸蚀。也有把它置于压下螺母的上部。

测压仪对现代热带钢连轧机的操作起着重要的作用，在厚度自动控制系统中，它是一个重要的参变量，根据它所检测的值的大小，将信号输入于厚度自动控制系统中，以调整压下量，控制带钢的厚度。它也是轧机的一个安全指示信号，当指示的轧制力大于规定的负荷时，操作者即可采取措施，防止设备事故的发生。

仪器分类

测压仪通常又称为压头，种类很多，主要因由机械参数转换为电参数的传感元件的种类而异，在测量轧制压力中，应用较广的有电阻应变式和压磁式两种。电阻应变式的工作原理基于金属导体的应变效应，即导体的电阻随机械变形量而变化，输出功率较小，通常需经放大才能指示，抗干扰能力也比较差，故在轧机上作永久性压头应用不多。压磁式传感元件是利用铁磁材料（磁弹性）的物理效应：即应力对磁性的影响，将被测力转变成电参数。与电阻应变式、电感式、电容式、电压式等传感元件相比。它具有输出功率大，不用放大器，抗干扰能力强，精度高，线性度好，动态响应时间小（约几十毫秒）等优点。特别是它能在有灰尘、水和腐蚀性气体等恶劣环境中长期运行，维护方便且寿命较长，因此在轧钢机压力测量中得到广泛采用。

压磁式测力与称重传感器是一种基于磁性材料具有磁弹效应（即沿受力方向的导磁率将发生变化）的原理，将力或重量正比地转变为电信号的一二次变换器。

对测压仪，所施的压力越大，产生的感应电动势也越大。将这个感应电动势送人二次仪表，就可以建立力或重量与电压（或电流）的线性关系。

工作原理

压磁式传感元件是由许多冷轧硅钢片的冲片组成，片与片之间用环氧树脂粘贴起来。作几十吨至几千吨测量用的冲片的形状如图1所示，由四个单元组成，每个单元有四个小孔和两个大孔，大孔用于穿固定螺钉，小孔用于绕线圈。

一个单体的压磁式传感元件的原理如图2所示，孔1、2的中心联线和孔3、4的中心联线相互垂直，孔1和2间绕有励磁绕组（即一次绕组）W1、2，孔3和4间绕有次级绕组（二次绕组）W3、4，当励磁绕组中通过一定的交变电流时，铁芯中就产生磁场。现设想把孔间分成A、B、C、D四个部分，在不受外力时，铁芯中磁性各向同性，A、B、C、D四个部分的导磁率μ是相同的，这时磁力线呈轴对称分布，合成磁场强度平行于二次绕组W3、4平面，磁力线不与W3、4交链，故不会在其中感应出电动势（图2a）。

在压力P的作用下，A、B区域产生很大的压应力σ（σ应在2公斤/毫米2以下，约为材料屈伏点的1/10左右，以保持冲片材料的磁弹性），于是A、B区域导磁率μ下降，磁阻增大（对磁致伸缩系数为正的材料如硅钢片而言），而C、D区域压应力很小，导磁率μ基本不变，这样部分磁力线不通过A、B区域，而绕过C、D区域闭合（图2b），于是磁力线被扭曲变形，合成磁场强度H不再与W3、4平面平行，磁力线与W3、4交链，在二次绕组矿W3、4中感应出电动势E。压力P愈大，转移的磁通愈多，E值也愈大。与压力P相对应的感应电势E，经过专门的测量电路，可用电流I或电压V显示出来，用仪表指示或作为厚度自动控制系统的输入信号。

主要结构

大吨位压磁式测压仪多采用如图3所示的结构，测压元件放置在一个长方形的钢制壳体中，它与壳体之间用环氧酚醛玻璃布板隔开，测量导线从壳体的侧面引出。上盖板和下底板，也叫力传板，应有一定的硬度、强度和机械加工平直度，它与测压元件的接触面加工光洁度应在▽7以上，使之接触均匀。底板上的销钉用作测压仪的定位。

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