压力计量测试技术.ppt

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1、压力计量测试技术一、概述一、概述质量和安全的保证垂直并且均匀作用在单位面积上的力称为“压强”国际单位:Pa.压力的概念工程技术上一般称其为“压力”。(1623-1662)帕斯卡（Pascal，Blaise），法国数学家、物理学家、近代概率论的奠基者。他建立的直觉主义原则对于后来一些哲学家，如卢梭和伯格森等都有影响物理学:“帕斯卡定律”——“加在密闭流体任一部分的压强，必然按照其原来的大小由流体向各个方向传递。”（液压机械的理论基础）哲学：《思想录》——“人只不过是一根芦苇，是自然界最脆弱的东西，但他是一根

2、有思想的芦苇。”计算机领域：“机械式加法机”——世界上第一台机械式数字计算机，PASCAL语言。(1623-1662)实际生活和生产中有不同的压力概念(1)大气压力：大气压力是地球表面上空气柱的重量所产生的压力。符号：PB表示影响因素：气象情况、海拔高度和地理纬度单位：hPa测量仪表：气压表托里拆利1608～1647托里拆利1608～1647托里拆利（1608～1647）：意大利物理学家、数学家，托里拆利试验:1643,与维维尼亚完成了著名的发现大气压力的试验，后称托里拆利试验。在实验中还发现了当气压变化

3、时，水银柱的高度也随之变化，据此原理发明了水银压力计.(我们是生活在大气组成的海底之下的)并由此掀起了有关实验和理论工作的热潮，使得欧洲物理学界的研究活动为之一新。托里拆利特别强调处理力学问题时数学与实验的重要性(2)表压力：如果测压仪表所指示的压力是以大气压力为零起算的压力，则称其为表压力。符号——PG领域：工程中(3)绝对压力：是指不附带任何条件的全压力，它等于大气压力和表压力之和。PA＝PB十PG如：液体、气体和蒸汽所处空间的全部压力。(4)真空压力：当绝对压力小于大气压力时，大气压力与绝对压力之差

4、PH＝PB－PA又称：疏空压力，负压力、真空度。(5)差压（压差）：两个相关压力之差。符号——ΔP注意：基准点任意且相同不同压力间的关系压力的单位1工程大气压(6)静压：不随时间变化或随时间变化缓慢的压力。例如：对于管道流动由管壁处所测压力，均为静压值。压头（静水头）：过去常用液柱高度表示静压。(7)动压：随时间做快速变化的压力。通常是指流体单位体积所具有的动能大小——1/2ρν2ρ——流体密度；v——流体运动速度。又称——动压头。压力——流量关系流体的压力是流量计量中一个极为重要的参数，压力测量修正，流

5、量计量的准确度的保证。差压式流量计就是利用测量节流件两端的压力差来实现流量计量的．压力测量系统的分类静重式弹性式远传式静重式液柱式压力计活塞式压力计U型管单管斜管钟罩环天平测压力测真空单活塞双活塞圆柱形活塞球形活塞弹簧管式膜片式膜盒式波纹管式弹性式远传式电阻式电感式电容式振弦式二、静重式压力计液柱式压力计原理误差来源液柱式压力计的原理原理：利用液柱所产生的压力与被测压力平衡封液：水、酒精、水银液柱式压力计的误差来源（1）环境温度变化的影响封液影响标尺长度影响精密测量时考虑（2）重力加速度变化的影响封液标准

6、高度（3）毛细现象造成的影响（4）安装、读数、刻度等方面的误差酒精：D>=3mm；水银：D>=8mm海拔纬度海拔高度体积膨胀系数三、弹性式压力计三、弹性式压力计弹簧管压力计单圈弹簧管压力计结构：弹簧管、齿轮传动机构、指针、刻度盘特点：精度等级：普通型：１～４级；精密：0.1～0.5级。测量范围：真空～109Ｐａ工作范围：1/3~1/2量程；（波动小，2/3量程）注意：防尘、防爆、防腐等问题，并要定期校验。弹性式压力计膜式压力计膜片式——测量腐蚀性介质、非凝固、非结晶介质膜盒式——测量气体的微压和负压特点精

7、度：2.5级测量范围：膜片式：真空或0--6x106Pa膜盒式：0--±4x104Pa波纹管式压力计特点：常与刚度大于其几倍的弹簧使用,其性能主要是由弹簧决定，常在受压下使用（受压与受拉相比线性输出更大）。用途：测量流量和液位。弹性式压力计的误差来源迟滞误差：相同压力下，同一弹性元件正反行程的变形不一样；弹性后效误差：弹性元件变形落后于被测压力变化；间隙误差：仪表的各种活动部件之间有间隙，示值与弹性元件的变形不完全对应；摩擦误差：仪表活动部件运动时，相互间有摩擦力；温度误差：环境温度改变会引起金属材料弹性

8、模量变化弹性式压力计的改善途径采用“全弹性”和“恒弹性”材料：减小迟滞误差和后效误差；如合金Ni42CrTi,Ni36CrTiA料、熔凝石英采用新的转化技术，减小中间环节，如电阻应变技术、差动变压器技术；采用无干摩擦的弹性轴承或磁悬浮轴承；改善制造工艺。四、电远传式压力计远传式压力计的发展史传感器电路通信扩散硅（压阻式）80年代扩散硅（压阻式）90年代谐振式90年代,21世紀A电容式70年代AAAAAA电容式80年代ADD电容