第3章 压力和差压测量

《第3章 压力和差压测量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章压力和差压测量3.1压力和差压的基本概念3.2液柱式压力计3.3弹性元件及弹性压力表3.4压阻、压电式压力计3.5压力计的选择、安装和校准2021/9/1713.1压力和差压的基本概念一、基本概念1.压力的定义2021/9/172垂直而均匀地作用在单位面积上的力，即物理学中常称的压强。2021/9/1732.压力的表示方法由于参照点不同，在工程上有几种不同表示方法：(1)绝对压力(pi):被测介质作用在容器表面积上的全部压力(2)大气压力(pd):由于地球表面空气柱重量形成的压力，随地理纬度、海拔高度及气象条件而变化(3)表压力(pb):pb=pi-pd，压力测量仪表的指

2、示值(4)真空度(负压，pz)：绝对压力小于大气压力时，表压力为负值，其绝对值为真空度。即：pz=pd–pi(5)差压(压差)：任意两处压力之差2021/9/174各种压力表示法之间的关系：绝对零压力绝对压力1大气压力表压力绝对压力2负压力(真空度)差压pb=pi-pdpz=pd–pi绝对压力3温标的传递2021/9/1753.压力的计量单位压力是力和面积的导出量。国际单位制中，力F的单位——牛顿(N)，面积S的单位——米2(m2)，压力p单位——牛顿/米2(N/m2)常用单位：帕斯卡或帕(Pa)（1Pa＝1N/m2）、工程大气压(kgf/cm2)、毫米水柱(mmH2O)、毫米

3、汞柱(mmHg)2021/9/176特点：原理：基于重力平衡原理。将被测压力转换为液柱高度或平衡重物的重量来测量。(2)测量范围宽，如单活塞压力计测量范围达0.04～2500MPa、精度高(±0.01%)、性能稳定可靠;如液柱式压力计、活塞式压力计。二、压力检测的常用方法1.重力平衡法(1)适用于测量正压、负压和绝对压力，测压上限高，用作校验仪表；(3)结构复杂，成本较高。2021/9/1772.弹性力平衡法原理：特点：利用弹性元件弹性变形的特性，变形产生的弹性力与被测压力相平衡，测变形即可知压力。(1)可测压力、负压、绝对压力和压差；(2)类型多，应用广。如弹簧管式压力计、波

4、纹管差压计等。2021/9/1783.物性测量法应变式、压电式、电容式压力传感器等原理:在压力作用下，测压元件的某些物理特性会发生与压力成确定关系的变化。被测压力直接转换为各种电参量测量。分类:2021/9/1794.机械力平衡法原理：特点：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，通过测量外力得到被测压力。(2)可达较高的精度；(1)多用于电动和气动组合仪表中；(3)结构复杂，成本较高。根据流体静力学原理，流体内的某一点的静压力，由这一点的高度、流体的密度和外加压力决定。一般是采用充有水或水银等液体的玻璃U形管、单管或斜管进行压力测量的，其结构形式如图所示。3.2

5、液柱式压力计p=gh+pd一、U型管压力计一般常由一支U型玻璃管构成。充液介质：水银、水、酒精等2021/9/1711p0p0p1p0a）在U型管两端同时通大气，而未接被测压力时，U型管两边管内的液面高度相等。b）当将U型管的一端接入被测压力p1后，如果p1大于p0，则U型管两边管内的液面就会产生高度差，这个液柱的高度差就反映了U型管两端所受压力的差值。被测压力用表压p=p1-pd表达，则有：由于一旦U型管内的充入介质确定，则、g均为常数。所以h可以直接反映被测压力p的大小，此即为U型管测压的基本原理。应用范围:适用于低压、负压和压力差，读数误差可达1mm，测低压相对误差较

6、大。二、单管压力计1.原理：同U型管压力计2.结构：杯径较管径大得多3.特点：由于杯径>>管径，所以h1>>h2,则hh1,即：杯内的液位变化可忽略不计。一次性读数，使用方便。而U型管压力计要两次读数。4.应用范围：测量低压、负压和差压5.读数误差：0.5mm，较U型管好，三、斜管压力计1.结构：将单管压力计的玻璃管制成斜管2.表压：p=Lgsin3.特点：灵敏度高，误差较单管压力计小四、液柱测压中应考虑的问题1、误差a）主要的测量误差是读数误差。直接读：1mm左右，光学放大镜辅助读：0.05mm左右b）其它影响测量结果的因素：①充液密度（如充液不纯，实际密度与理论

7、密度不符）②标尺刻度误差③毛细管的吸附作用（对微压有影响）④使用的地点及环境温度影响等（地点影响g，温度易影响工作液体的胀、缩而致使h变化），必要时应作修正。⑤应垂直安装，否则引入附加误差。2、正确选择充液介质①测低压充低密度介质（可使h大）②测高压充高密度介质（否则冒顶）③要避免充液与被测介质有化学反应3、常用的标尺材料：玻璃、钢、铜4、读数的位置（见右图）1）眼与液柱面水平2）水银柱读凸部3）水读凹部2021/9/17173.3弹性元件及弹性压力表利用弹性元件受压变形的原理。用指针或刻度