压力和差压的测量

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1、第5章压力和差压的测量本章介绍几种在实验和工业生产中使用较多的压力检测仪表的检测原理、组成结构和使用方法等。5.1概述5.1.1压力和差压的概念及表示方法5.1.2压力的度量单位重点：压力的概念、压力表示形式。难点：各种压力之间的关系。重点：压力的国际度量单位、我国常用单位。难点：压力度量单位之间的换算。5.1.1压力和差压的概念压力:定义为垂直均匀地作用在单位面积上的力，即物理概念中的压强。表达式为差压：两个测量压力之间的差值，也就是压力差。压力测量的方法：液柱测压法，弹性元件测压法，电测法。压力的几种表示方法——在压力测量中，常有表压力、绝对压力、负压或真空度

2、之分。大气压地球表面空气因自重在物体单位面积上产生的压力，它随地理纬度、海拔高度及气象环境的变化而变化。绝对压力指物体实际所承受的全部压力。表压力是一个相对压力，在工程实际中，所说的压力通常是指表压，即压力表上的读数。真空度当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值（负压力），其绝对值称为真空度。5.1.2压力的单位帕斯卡（Pa）:国际制导出单位1帕（Pa）=1牛顿/平方米（N/m2）表示1N的力垂直作用在1㎡面积上所产生的压力。2.其他常用度量单位（1）工程大气压（kgf/cm2）1工程大气压=1千克力/厘米2（2）毫米汞柱（mmHg）（3）毫米水柱（mmH2O）压

3、力单位帕/Pa兆帕/MPa工程大气压/(kgf/cm2)物理大气压/atm汞柱/mmHg水柱/mH2O（磅/英寸2）/（1b/in2）巴/bar帕11×1061.0197×10-59.869×10-67.501×10-31.0197×10-41.450×10-41×10-5兆帕1×106110.1979.8697.501×1031.0197×1021.450×10210工程大气压9.807×1049.807×10-210.9678735.610.0014.220.9807物理大气压1.0133×1050.101331.0332176010.3314.701.013

4、3汞柱1.3332×1021.3332×10-41.3595×10-31.3158×10-310.01361.934×10-21.3332×10-3水柱9.806×1039.806×10-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.895×1036.895×10-30.070310.0680551.710.703110.06895巴1×1050.11.01970.9869750.110.19714.501各种压力单位换算表5.2液柱式压力计液柱式压力计的测压是基于液体静力学原理，利用已知密度的液柱高度对底面产生的静压力来平衡被

5、测压力，根据液柱高度来确定被测压力的大小。优点：结构简单，制造容易，测量可靠、直观，准确度高，使用方便，价格便宜缺点：测量结果只能就地读取，不能进行远传；测量的量程也受限于玻璃管的高度，只能测量微小的压力。测压范围为10-6~0.3MPa；玻璃管易损坏，且水银有毒。5.2.1U形管压力计5.2.2单管压力计5.2.3斜管压力计5.2.4液柱式压力计的使用重点：液柱式压力计的原理、结构、特点。难点：三种液柱式压力计比较，使用注意事项。5.2液柱式压力计5.2.1U形管压力计1.U型管压力计的结构U型、内截面积相同的玻璃管，固定在底板上，在U型管中间设一个刻度标尺，零

6、点在标尺中央。U型玻璃管内充入水银或水等工作液，液体到零点处。2.U型管压力计的工作原理当p1=p2时，两管中自由液面同处于标尺中央零刻度。当p2>p1时，右边管中液面下降，左边管中液面上升，一直到液面的高度差H产生的压力与被测差压平衡为止。根据流体静力学原理有如果将两管分别通大气压p0和被测压力pa，则测得压力为表压力：由此可见：（1）U型管压力计可以测量差压，或表压力。（2）当工作液密度ρ一定时，不同的液面高度差H就对着不同的被测压力，这样，压力的测量就转换为对应液面高度的测量。被测压力可以直接用液面高度差H表示，其单位用mmHg或mmH2O。（3）若减小U型

7、管内工作液的密度ρ，在相同压力的作用下，H值变大，即仪表灵敏度提高，但同时量程范围变小。——当测量较大压力时，可采用密度比较大的工作液，如汞；——当测量较小压力时，为了提高灵敏度，可采用密度比较小的工作液，如水、酒精。造成读取误差的主要因素：（1）标尺刻度精度（2）温度误差（3）安装位置误差两只管严格铅垂；无压力作用下，两管液面应处于标尺零位5.2.2单管压力计1.单管压力计的结构它是U型管压力计的一种变形。单管压力计把其中一个管用一个较大直径的杯来代替，也称杯型压力计。由于杯的直径与管的直径相差较大，所以杯中液面高度下降h2可忽略不计，因此在测量时只要读数一次就

8、够了，减小