hg第三章检测仪表与传感器(压力检测)-位图

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1、第二节压力检测一、概述二、液柱式压力检测三、弹性式压力检测四、电气式压力检测五、活塞式压力计六、压力检测仪表的选用与安装1一、概述概念：这里所说的压力，实际上是物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上的力。是工业生产中的重要的热工参数之一，为了保证生产的正常运行，必须对压力进行监测和控制。例如：在生产过程中各种冶炼炉、加热炉、化学反应炉的炉膛压力，烟道压力的测量和控制，不仅是生产过程必须的，而且对于节约能源、安全生产具有重要意义。1.压力的单位国际单位为帕斯卡，简称帕(Pa)，1Pa=1N/m2，帕所表示的压力较

2、小，工程上常用兆帕(MPa)来表示压力。目前，工程技术部门仍在使用的压力单位还有工程大气压、物理大气压、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。2压力单位换算表（续）单位帕Pa(N/m2)巴(bar)毫米水柱mmH2O标准大气压(stm)工程大气压(kgf/cm2)毫米汞柱(mmHg)磅力/英吋2(lbf/m2)帕Pa(N/m2)11×10-51.019716×10-10.9869236×10-51.019716×10-50.75006×10-21.450442×10-4巴(bar)1×10511.019716×1040.98

3、692361.0197160.75006×1031.450442×10毫米水柱(mmH2O)0.980665×100.980665×10-410.9678×10-41×10-40.73556×10-11.4223×10-33压力单位换算表标准大气压(stm)1.01325×1051.013251.033227×10411.03320.76×1031.4696×10工程大气压(kgf/cm2)0.980665×1050.9806651×1040.967810.73556×1031.422398×10毫米汞柱(mmH

4、g)1.333224×1021.333224×10-31.35951×101.316×10-31.35951×10-311.934×10-2磅力/英吋2(lbf/m2)0.68049×1040.68049×10-10.70307×1030.6805×10-10.70307×10-10.51715×102142、压力的表示p绝p绝p表p真绝对压力的零线大气压力线p表压力=p绝对压力-p大气压力p真空度=p大气压力-p绝对压力各种工艺设备和测量仪表通常处于大气之中，本身就承受着大气压力，以后所提到压力，除特别说明外，

5、均指表压力或真空度。任意两个压力p1、p2之差称为差压。53、压力检测的主要方法压力检测通常按敏感元件和转换原理的不同分类。液柱式压力计弹性式压力计电气式压力计活塞式压力计6二、液柱式压力检测液柱式压力计利用一定高度的液柱对底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过液柱高度来测量压力大小。U型管压力计00h1h2HAApp0ρ0ρ1ρ常用的工作液体有：水、水银、酒精、四氯化碳等。1、工作原理h00h0pp0ρ单管压力计hαpρp0L斜管微压计72、U型管压力计测压原理00h1h2HAApp0ρ0ρ1ρA-A等压

6、面平衡方程式为：p+ρ1g(H+h1)=p0+ρ0g(H-h2)+ρg(h1+h2)若ρ0=ρ1，则p=p0+(ρ-ρ0)g(h1+h2)若ρ0<<ρ，则p=p0+ρg(h1+h2)如果p0为当地大气压，即U型管一端直通大气，则被测表压力为：p表=ρg(h1+h2)。83、U型管压力计误差分析主要来源如下（h＝p/g）温度误差：标尺长度和工作液密度随环境温度的变化，如水从10°C到20°C，密度相对变化0.15%。安装误差：有倾斜时（如：5°的倾斜，偏大0.38%）重力加速度误差传压介质误差：读数误差：管内工作

7、液的毛细作用,（如：管内径大于10mm时，单管读数的最大绝对误差一般为1mm）。94、U型管压力计的特点特点如下：直观、结构简单、数据可靠、准确度较高；可测表压、差压、负压。量程受液柱高度的限制，一般只能测较低的压力；静压也不能较高（玻璃管易损坏）；只能现场指示，不能远传。10三、弹性式压力检测11[1]膜片12[2]波纹管波纹管是一种具有等间距同状环形波纹，能沿轴向伸缩的测压弹性元件。受压力作用位移相对较大，可在顶端直接安装传动机构带动指针直接读数。灵敏度高，常用于测低压（1.0—106Pa）；迟滞误差较大，精

8、度一般只能达到1.5级。位移与压力之间线性关系。P波纹管13[3]弹簧管142、弹簧管压力表-直读式弹性测压仪表同样的压力下，不同结构、不同材料的弹性元件会产生不同的弹性变形。波纹膜片和波纹管多用于微压和低压测量；单圈和多圈弹簧管可用于高、中、低压或真空度的测量。弹性压力计组成框图弹性元件常用的材料有铜合金、弹性合金、不锈钢等，各适用于不同的测压范围和被测介质。近来半导体