壓力和壓差測(cè)量

1、壓力和壓差測(cè)量第六組壓力的概念 壓力壓力 垂直作用在單位面積上的力，或流體中單位面積上承受的垂直作用在單位面積上的力，或流體中單位面積上承受的力。物理學(xué)上稱之為力。物理學(xué)上稱之為“壓強(qiáng)壓強(qiáng)”，俗稱，俗稱“壓力壓力”。 絕對(duì)壓力與表壓力之間的關(guān)系絕對(duì)壓力與表壓力之間的關(guān)系 表壓力表壓力= =絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力- -大氣壓大氣壓 絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力= =表壓力表壓力+ +大氣壓大氣壓 1、重力平衡方法、重力平衡方法 常用壓力測(cè)量方法 （1）液柱式壓力計(jì) 基于液體靜力學(xué)原理。被測(cè)壓力與一定高度的工作液體產(chǎn)生的重力相平衡，可將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成為液柱高度差進(jìn)行測(cè)量。 （2）負(fù)荷式壓力計(jì) 基于重力平衡原理。將被

2、測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為液柱高度或平衡重物的重量來(lái)測(cè)量。 特點(diǎn)特點(diǎn) 1) 適用于測(cè)量正壓、負(fù)壓和絕對(duì)壓力，測(cè)壓上限高，用作適用于測(cè)量正壓、負(fù)壓和絕對(duì)壓力，測(cè)壓上限高，用作校驗(yàn)儀表；校驗(yàn)儀表； (2) 測(cè)量范圍寬，如單活塞壓力計(jì)測(cè)量范圍達(dá)測(cè)量范圍寬，如單活塞壓力計(jì)測(cè)量范圍達(dá)0.042500MPa、精度高、精度高( 0.01%)、性能穩(wěn)定可靠、性能穩(wěn)定可靠; (3) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。2 2、彈性力平衡法、彈性力平衡法此種方法利用彈性元件彈性變形的特性，變形產(chǎn)生此種方法利用彈性元件彈性變形的特性，變形產(chǎn)生的彈性力與被測(cè)壓力相平衡，測(cè)變形即可知壓力。的彈性力與被測(cè)壓力相平衡，測(cè)變形即可知壓

3、力。特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1) 可測(cè)壓力、負(fù)壓、絕對(duì)壓力和壓差；可測(cè)壓力、負(fù)壓、絕對(duì)壓力和壓差； (2) 類型多，類型多，。3 3、物理特性測(cè)量方法、物理特性測(cè)量方法基于在壓力作用下，測(cè)壓元件的某些物理特性會(huì)發(fā)基于在壓力作用下，測(cè)壓元件的某些物理特性會(huì)發(fā)生與壓力成確定關(guān)系的變化。被測(cè)壓力直接轉(zhuǎn)換生與壓力成確定關(guān)系的變化。被測(cè)壓力直接轉(zhuǎn)換為各種電參量測(cè)量。為各種電參量測(cè)量。二、液柱式壓力計(jì)液柱式壓力計(jì)是采用一定高度的液體所產(chǎn)生的靜壓力來(lái)平衡液柱式壓力計(jì)是采用一定高度的液體所產(chǎn)生的靜壓力來(lái)平衡被測(cè)壓力的原理進(jìn)行壓力測(cè)量的。其示值為大氣壓和被測(cè)被測(cè)壓力的原理進(jìn)行壓力測(cè)量的。其示值為大氣壓和被測(cè)介質(zhì)壓力之差。

4、介質(zhì)壓力之差。液柱式壓力計(jì)定型產(chǎn)品有：液柱式壓力計(jì)定型產(chǎn)品有： U形管壓力計(jì)形管壓力計(jì); 單管壓力計(jì)單管壓力計(jì); 傾斜式微壓計(jì)。傾斜式微壓計(jì)。U U形管壓力計(jì)形管壓力計(jì) U型管壓力計(jì)是實(shí)驗(yàn)室常用的壓力計(jì)（如圖所示）。其測(cè)壓范圍為0101.3kPa，它構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便，測(cè)量精度較高，且容易制作。 U型管壓力計(jì)由兩端開(kāi)口的垂直U型玻璃管及垂直放置的刻度尺所構(gòu)成。管內(nèi)盛有適量的工作液體（常用汞、水或乙醇等），U型管的一端連接已知壓力（p）的基準(zhǔn)系統(tǒng)（如大氣等），另一端連接到被測(cè)壓力（p2）系統(tǒng)。被測(cè)系統(tǒng)的壓力p2可由下式計(jì)算得到： P2=P1-gh注：注：h式中為被測(cè)系統(tǒng)與基準(zhǔn)系統(tǒng)液面高度差，式中

5、為被測(cè)系統(tǒng)與基準(zhǔn)系統(tǒng)液面高度差， 為工作液體的密度，為工作液體的密度，g為重力加速度。為重力加速度。三、彈性式壓力計(jì)彈性壓力計(jì)是根據(jù)彈性元件受到壓力作用后，所產(chǎn)生的變形與壓力大小具有一一對(duì)應(yīng)的確定關(guān)系的力平衡原理進(jìn)行壓力測(cè)量的。 1）彈性元件是指在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生變形，而撤去外力后能夠恢復(fù)原狀的原件。 2）輸出特性： 變形位移X與彈性力F、被測(cè)壓力PX有如下關(guān)系: F=f(px) x=f(px) 彈簧管壓力表的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖所示.它主要由彈簧管、遠(yuǎn)傳式水表連桿機(jī)構(gòu)、指彈簧管、遠(yuǎn)傳式水表連桿機(jī)構(gòu)、指示機(jī)構(gòu)示機(jī)構(gòu)等組成。 彈簧管壓力計(jì)彈簧管壓力計(jì) 彈簧管壓力計(jì)又稱波登管壓力計(jì)它是一種常見(jiàn)的也是目前

6、應(yīng)用最廣泛的工程儀表，壓力計(jì)的七妥元件是一根育曲成弧形，電磁流量計(jì)螺旋形或s形等形狀的空心管子，其橫斷面為非斷面，一般最常用的形面的短軸方向與管子彎曲的徑向方向一致。一、壓力表的選用一、壓力表的選用 壓力表的選用應(yīng)根據(jù)使用要求，針對(duì)具體情況作具體分析，我們常見(jiàn)的壓力表為壓力表的選用應(yīng)根據(jù)使用要求，針對(duì)具體情況作具體分析，我們常見(jiàn)的壓力表為彈簧管壓力表，除普通彈簧管壓力表之外，還有耐腐蝕的氨用壓力表和禁油的氧用壓彈簧管壓力表，除普通彈簧管壓力表之外，還有耐腐蝕的氨用壓力表和禁油的氧用壓力表。我們根據(jù)以下依據(jù)做出種類、型號(hào)、量程和精度等級(jí)的選擇。力表。我們根據(jù)以下依據(jù)做出種類、型號(hào)、量程和精度等級(jí)

7、的選擇。1、根據(jù)工藝生產(chǎn)中對(duì)壓力測(cè)量精度、被測(cè)壓力高低、以及對(duì)附加裝置的要求選擇。、根據(jù)工藝生產(chǎn)中對(duì)壓力測(cè)量精度、被測(cè)壓力高低、以及對(duì)附加裝置的要求選擇。 對(duì)于彈性式壓力表，為保證彈性元件能在彈性變形范圍內(nèi)可靠工作，在選擇壓力表量對(duì)于彈性式壓力表，為保證彈性元件能在彈性變形范圍內(nèi)可靠工作，在選擇壓力表量程時(shí)，必須根據(jù)被測(cè)壓力的性質(zhì)程時(shí)，必須根據(jù)被測(cè)壓力的性質(zhì)(壓力變化的快慢壓力變化的快慢)留有足夠的余地。一般說(shuō)來(lái)，在被留有足夠的余地。一般說(shuō)來(lái)，在被測(cè)壓力較穩(wěn)定的情況下，最大壓力值不超過(guò)滿量程的測(cè)壓力較穩(wěn)定的情況下，最大壓力值不超過(guò)滿量程的3/4；在被測(cè)壓力波動(dòng)較大的情況；在被測(cè)壓力波動(dòng)較大的情

8、況下，最大壓力值不超過(guò)滿量程的下，最大壓力值不超過(guò)滿量程的2/3；為保證測(cè)量精度，被測(cè)壓力的最小值應(yīng)不低于滿；為保證測(cè)量精度，被測(cè)壓力的最小值應(yīng)不低于滿量程的量程的1/3。常見(jiàn)的壓力表量程有。常見(jiàn)的壓力表量程有0-0.1、0-0.6、0-1、0-4、0-6、0-10、0-15MPa等，等，舉例說(shuō)如果工作壓力為舉例說(shuō)如果工作壓力為0.4MPa，工作壓力比較穩(wěn)定，選擇，工作壓力比較穩(wěn)定，選擇0-1MPa的壓力表就可以了；的壓力表就可以了；如果工作壓力為如果工作壓力為7MPa、位于壓縮機(jī)出口壓力檢測(cè)點(diǎn)，選擇、位于壓縮機(jī)出口壓力檢測(cè)點(diǎn)，選擇0-15MPa量程的比較合適，量程的比較合適，而選擇而選擇0-

9、10MPa量程的表則略顯偏小。量程的表則略顯偏小。 2、根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的溫度高低、粘度大小、腐蝕度、是否易燃易爆等要求選擇。、根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的溫度高低、粘度大小、腐蝕度、是否易燃易爆等要求選擇。 3、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選擇。如高溫、腐蝕、振動(dòng)等。、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選擇。如高溫、腐蝕、振動(dòng)等。電容式壓力傳感器電容式壓力傳感器測(cè)量原理：將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。測(cè)量原理：將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。平行板電容器的電容量：平行板電容器的電容量： 為電容極板間介質(zhì)的介電常數(shù)；為電容極板間介質(zhì)的介電常數(shù)；A為兩平行板相對(duì)面積；為兩平行板相對(duì)面積；d 為兩平行板間距。為兩平行板間距。實(shí)際測(cè)量中，大多采用保持其中兩個(gè)參數(shù)不變，而僅改變實(shí)際測(cè)量中，大多采