压力的测量和真空技术

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1、压力的测量和真空技术Chemistry&ChemicalEngineeringSchoolYangzhouUniversity一、概述压力和温度一样是系统的状态参数，与许多物化性质相关。物化实验中，会涉及到高压、常压和真空系统。不同压力系统有着不同的测量方法和技术。二、压力的定义和习惯表示1、定义：压力即物理中的压强，具有压强的量纲。(1)帕斯卡(帕)：Pa;1Pa=1Nm-2=105达因/平方厘米(2)标准大气压：atm;1atm=101.325KPa(3)毫米汞柱(乇)：mmHg(Torr);1mmHg=1Torr=1.3331

2、02Pa(4)巴：bar(B)1B=105Pa;1mB=0.1KPa(5)毫米水柱：1mmH2O=9.806Pa(4oC)(1)绝对压力P<实际压力，总压力>(2)相对压力p=P–Po<与大气压力Po相比较的压力>(3)正压力P>Po(4)负压力P(5)差压力P1-P2<任意压力P1和P2比较的差值>三、常用测压仪表1.液柱式测压仪：(1)特点：范围低于1000mmHg的压力，压差，负压。精度高，简单方便。工作物质Hg,有毒，玻璃管易碎。2.习惯表示：(2)原理：静力学平衡：P+(H+

3、h)1g=H3g+h2g+Po1,2为充液上方的气体密度。3为充液密度。Po为大气压力。(3)注意：充液小，H大，灵敏度则高。U型管两边内径不同，H值不可用一边的变化乘以二代替。内径大于等于10mm，最小刻度1mm,以防毛细现象影响。有必要温度校正：ho=htt/ot/o值可查表。2.弹性压力计：(1)特点：使用了弹性元件的弹性力来测量压力。分真空表和正压力表，刻度分别为mmHg和atm.结构简单，读数方便，测压范围广，价格便宜。(2)原理：弹簧管受压形变，使得元件相应部分发生了位移。从而推动指针向着一定的方向

4、运动。并指示出相应的压力值。(3)注意：<1>合理选择量程。<2>不超过35oC使用，否则要校正。<3>压力表指针平稳后，才能读数<4>定期校验。(2)分类：(1)特点：由压力传感器，测量电路和电性指示器三部分组成。霍尔压力变送器：由弹性元件受压变化时自由端的位移，可转换成电压信号输出。3.电测压计：电位器压力变送器：与动圈式仪表配合使用。受压弹性元件的变化带动电位器触点改变，致使电阻变化。由此电桥平衡打破，产生不平衡电压。压电式压力传感器：压电晶体把压力效应转换成电信号。压阻式压力传感器：外压变化，电阻变化(如：Si,Ge)，电桥平衡

5、破坏，产生相应电信号。四、气压表1.福廷式气压计数字式低真空压力测试仪：压阻式传感器。接真空，预热10min即可正常工作。(1)结构：1游标2、3汞柱4游标螺丝5汞槽6象牙针7调整螺丝8汞面9羊皮袋10调节螺丝(2)使用：(3)校正：测定条件为0oC，45o纬度，海平面760mmHg于1atm，实际并非如此。仪器校正：仪器误差校正卡，出厂时即附带。“读数+校正值”温度校正：T的变化致使Hg和黄铜变化的长度不同，当大于0oC时，“读数-校正值”,当小于0oC时，“读数+校正值”po=(1+t)p/(1+t)=[1+(-)/(1+

6、t)]pp为气压计读数；t为测量温度(oC)；0oC-35oC时，为Hg的平均体膨胀系数1.81810-4K-1，为黄铜线膨胀系数1.8410-5K-1，po为校正到0oC时的大气压值。海拔高度和纬度校正：ps=po(1-2.610-3cos2L)(1-3.1410-7h)误差小时，可忽略。例1：某地北纬32o，海拔10m，室温25oC，读数759mmHg,仪器校正0.4mmHg，求校正后的读数。(756mmHg)2.固定槽式气压计：区别：不要调节针尖。读数单位为mB1mB=0.75mmHg=0.1KPa3．空盒气压计由多个

7、空盒组成，在大气压力影响下，可产生轴向移动，从而带动指针运动。气盒受压，指针顺时针运动，反之，逆时针运动。特点：体积小，重量轻，不要固定，要水平放置，精度差。范围：600mmHg–800mmHg,温度：-10oC–40oC。最小分度：0.5mmHg，误差小于等于1.5mmHg。例2：仪器校正值0.7mmHg，温度校正–0.05mmHg(每升温1oC)，读数760mmHg，室温30oC，求校正后的值。<762.2mmHg>五、真空技术真空是指一个系统的压力低于标准压力的气态空间。为了获得真空，就必须设法将气体分子从容器中抽出，凡是能从容器

8、中抽出气体，使气体压力降低的装置均称为真空泵。真空分类：粗真空：101.3KPa-1333Pa低真空：1333Pa-0.1333Pa高真空：0.1333Pa-1.33310-6Pa超真空：<1.3331