大连大学建筑环境测试技术

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1、12第5章压力测量垂直作用在单位面积上的力称压力。工程中采用表压力PB（压力表读数）。在国际单位制（SI）和我国法定计量单位中，压力的单位是“帕斯卡”，简称“帕”，符号为“Pa”。5.1概述3大气压力PD、表压力PB、绝对压力PJ之间的关系：表压（正压）绝对压力的零线大气压力线PD绝对压力绝对压力表压（负压）P1lP2l被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度）。一、压力表示方式绝对压力是介质的实际压力。PB=PJ－PD（5.1.1）真空度PZ（负压）:PZ＝PD－PJ（5.1.2）4二、压力检测方法1.平衡法：

2、通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理测量压力。2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的大小。3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量的变化。压力传感器分类：液柱式、机械式、电测式。5测压仪表液柱式依据重力与被测压力平衡的原理制成的，可将被测压力转换为液柱的高度差进行测量U型管压力计、单管压力计以及斜管压力计弹性式依据弹性力与被测压力平衡的原理制成，弹性元件变形的多少反映了被测压力的大小。弹簧管压力计、波纹管压力计以及膜盒式压

3、力计电气式利用一些物质与压力有关的物理性质进行测压。电阻应变片式、电容式、压电式、电感式、霍尔式活塞式根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量。它普遍地被作为标准仪器用来校验或刻度弹性式压力计。三、压力测量仪表的分类65.2液柱式压力计所用液体叫作封液，常用的有水、酒精、水银等。液柱式压力计多用于测量低压、负压和压力差。常用的液注式压力计有U型管压力计、单管压力计和斜管微压计。利用液柱对液柱底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过液柱高度来反映被测压力的大小。7一、U形管压力计p1、p

4、2与封液液柱高度h间有如下关系：提高工作液密度将()压力的测量范围，灵敏度将()。增加降低增加?减少？降低？提高？式中ρ--介质及封液密度；g--重力加速度。--左右两管液面相对于0刻度的高度差。图5.2.1（5.2.1）（5.2.2）8U型管压力计9由于U形管压力计需两次读取液面高度，为使用方便，设计一次读取液面高度的单管压力计。二、单管压力计由于（5.2.4）则（5.2.5）故（5.2.6）由于A1>>A2，所以（5.2.7）体积相等：10单管压力计用单管压力计测量供热锅炉烟囱的排烟压力，若一侧通大气，另一侧应连接到压

5、力计的哪一端？P2连接烟道——负压的原因11主要用于测量微小压力、负压和压差，它将单管液柱压力计的测量管倾斜放置，这样可以提高灵敏度，减少读数相对误差。三、斜管微压计（5.2.8）而：（5.2.9）故P1的表压力为：（5.2.10）12倾斜角度越小，l越长，测量灵敏度就越高；但不可太小，否则液柱易冲散，读数较困难，误差增大。这种倾斜管液柱式压力计可以测量到0.98Pa的微压。为了进一步提高微压计的精确度，应选用密度小的酒精作为工作液体。13用弹性传感器（又称弹性元件）组成的压力测量仪表称为弹性式压力计。弹性元件受压后产生的

6、形变输出（力或位移），可以通过传动机构直接带动指针指示压力（或压差），也可以通过某种电气元件组成变送器，实现压力（或压差）信号的远传。5.3弹性压力计14类别名称示意图薄膜式平薄膜波纹管式波纹管弹簧管式单圈多圈弹性传感器（弹性元件)的种类（P121图5.3.1）：15x∝P（5.3.3）弹性元件在轴向受到外部压力作用产生拉伸或压缩位移，即式中F——轴向外力x——位移C——弹性元件的刚度系数测量原理位移压力（5.3.1）（5.3.2）16测量原理P弹簧管式弹性元件P膜片式弹性元件压力→弹性变形弹性式压力计是以各种形式的弹性元

7、件受压后产生的弹性变形作为测量的基础。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管，相应的有弹簧管压力计、膜式压力计和波纹管式压差计。17按剖面形状分为平膜片和波纹膜片1.膜片波纹膜片可分为弹性膜片和挠性膜片两种。膜片呈圆形，一般由金属制成，常用的弹性波纹膜片是一种压有环状同心波纹的圆形薄片，它的四周被固定起来。通入压力后，膜片将向压力低的一面弯曲，其中心产生一定的位移（即挠度），通过传动机构带动指针转动，指示出被测压力。（a）弹性膜片（b）挠性膜片18（1）电容式压力传感器（2）光纤式压力传感器常用材料P121；——精度不高可与

8、其他转换元件合用；（3）力矩平衡式压力变送器光纤式压力传感器利用敏感元件膜片感受被测压力的变化，光纤仅作为传输介质，传输来自远处或难以接近场所的光变化信号，所以也称为传光型传感器。采用光纤及其调制机构实现位移-光强的转换。19膜盒压力计为了增大膜片的位移量以提高灵敏度，可以把两片金属膜片的周边焊接在一起