建筑环境测试技术 第5章 压力测量

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1、第5章:压力测量授课课时：2学时主要内容：压力测量的概述；压力测量的意义。压力测量方法及其压力测量仪表的分类。液柱式压力计、弹性压力计、电气式压力计。压力仪表的选择、检验与安装。各类压力仪表的特点及使用场所。压力测量在建筑环境与设备专业的意义，各类测压仪表的测压原理，测压仪表的结构，压力仪表的设计和选型。重点和难点:各类测压仪表的测压原理，测压仪表的结构，压力仪表的设计和选型,测量压仪表的测量原理。主要章节5.1概述5.2液柱式压力计5.3弹性压力计5.4电气式压力检测5.5压力检测仪表的应用与校准压力垂直作用于物体表面上的力压强垂直作用于单位面积物体表面上

2、的力在建筑环境与设备的测试中，并不严格区分压力和压强。通常所说的压力实际上是指压强。压差测量两个压力之差称压差表压力压力仪表指示的压力值缺省情况下，所说的压力值即指表压力表压力可正可负，为负时其绝对值称为真空度。5.1概述PJPBPZ1、基本概念帕(Pa)N/m2，国际单位兆帕(MPa)106Pa工程大气压，kgf/cm2，98070Pa约等于一个大气压（1.013e+5Pa)，“自来水压头是5公斤”，用的就是这个单位。mmH2O，9.81PammHg，133Pa压力单位2、压力测量仪表的分类1）液柱式压力计2）弹性式压力计3）电气式压力计4）活塞式压力计5

3、.2液柱式压力计1、分类U型管压力计单管压力计斜管式微压计特点：结构简单，使用方便，准确度比较高，常用于测量低压、负压、差压。缺点：体积大，读数不方便，玻璃管易损坏。1）U型管压力计假设被测的介质为气体，可忽略被测介质的高度形成的静压值。根据流体静力学原理可得：U型管内径一般为5-20mm，为了减少毛细现象管子内径一般不少于10mm，P2P1U型管h1h202）单管式压力计因为A1、A2为常数，这样可通过一次读数进行压差测量。当A2/A1很小时，h1可忽略，公式简化为：PdPx直管h1h23）斜管式微压计P1P2斜管h1h2L主要用于测量微小的压力、负压和压

4、差。为了减少读数的相对误差，拉长液柱，将测量管倾斜放置。2、液柱式压力计的测量误差及其修正环境温度变化的影响及修正对于一般的工业测量，主要考虑工作液密度变化对压力测量的影响。修正公式为：重力加速度变化的影响及修正标准重力加速度下的工作液柱高度使用地点的工作液柱高度3．毛细现象的影响为了减少该误差，通常要求测量管的内径一般不小于10mm。问题？斜管式微压计用水作介质，可以吗？液柱式压力计，水作工作介质，为了便于读数，在水中加入红墨水，可以吗？斜管式微压计，测量时看不到液柱，是怎么回事？5.3弹性式压力计原理：弹性压力表是利用各种不同形状弹性感压元件在被测压力的

5、作用下，产生弹性变形制成的测压仪表特点：结构简单、牢固可靠、测压范围广、使用方便、造价低廉、有足够的精度，可远传常用弹性压力表：弹簧管式膜片（盒）式波纹管式1．弹性元件及其特性1）膜片：使用时周边夹紧，测低压、微压。将两块膜片沿周边对焊起来，形成一膜盒，膜盒式微压计通常用于测量炉膛和烟道尾部负压。精度等级为2.5，最高可达1.5级。PxPxPxPx平薄片波纹片膜盒2）波纹管：开口端固定，封闭端的位移作为输出，由于波纹管的位移相对较大，故灵敏度高，常用于测量较低的压力（1.0-106Pa）精度等级1.5级。Px3）弹簧管：单圈弹簧管多圈弹簧管假设被测压力大于外

6、界大气压力，产生短轴变长，长轴变短的弹性形变，使管子在弯曲方向上的刚度增大，自由端向管子伸直的方向运动。对应的几何分析如下：弹簧管是怎样产生形变的呢？两式相减:因为：可得:R1R2弹簧管在量程范围内自由端的位移一般为7-8o，弹簧管作成多圈时，自由端的位移可达45o。弹簧管的自由端的位移可通过杠杆机构带动指针转动，这种机构的指针最大转角为180o，通常作成90度的回转角。最常用的传动机构为杠杆—扇形齿轮机构，可使指针转动270o。电接点压力表：不仅可实现压力的测量，而且可实现压力的报警和控制。5.4电气式压力检测1.位移式压力压差变送器：将弹性元件的位移转变

7、成电信号。1）电容式压力压差变送器：采取差动电容方式。膜片d7.5—75，δ0.05—0.2，maxΔd=0.1mm。特点：灵敏度高、精度高，精度可达0.2、0.25，稳定可靠。尤适用于测高静压微压差的场合。由C1、C2可得设测量膜片在Δp作用下的位移Δd，Δd=k1Δp。2）霍尔压力变送器（1）霍尔效应：把半导体单晶薄片置于磁场B中，如果在它的两个纵向面上通以一定大小的电流，则在晶体的两个横向端面之间出现电势UH，叫霍尔效应，产生的电势称为霍尔电势。灵敏度常数(2)霍尔电势的产生：将固定在弹性元件上的霍尔片放置在一非均匀磁场中，在这区间，磁场强度具有均匀的

8、梯度，当霍尔片在弹性元件的带动下偏离正中位置，通过霍