第3章壓力測量

第三章壓力測量

第一節(jié)壓力測量概述第二節(jié)液柱式壓力計第三節(jié)彈性式壓力計第四節(jié)電氣式壓力計第五節(jié)壓力儀表的選擇與校驗一、壓力(壓強)的概念定義：氣體或液體均勻垂直地作用于單位面積上的力。單位：帕斯卡/Pa第一節(jié)壓力測量概述單位帕斯卡/Pa標準大氣壓/atm毫米汞柱/mmHg毫米水柱/mmH2O工程大氣壓/kgfcm-2巴/bar磅/寸2/Psi帕斯卡/Pa19.87×10-67.5×10-30.11.02×10-510-51.45×10-4標準大氣壓/atm1.01×10517601.03×1041.031.0314.71毫米汞柱/mmHg1.33×1021.32×10-3113.601.36×10-31.33×10-31.93×10-2毫米水柱/mmH2O9.90.97×10-47.36×10-211×10-49.80×10-51.42×10-3工程大氣壓/kgfcm-29.81×1040.9773610410.9814.22巴/bar1050.997501.02×1041.02114.5磅/寸2/Psi6.9×1026.8×10-251.727.04×1027.03×10-26.9×10-21表1-1常用壓力換算表第一節(jié)壓力測量概述二、壓力的表示方法絕對壓力：PJ大氣壓力：PD表壓力：PB真空度：PZ第一節(jié)壓力測量概述三、壓力的檢測方法彈性力平衡法：重力平衡法：機械力平衡法：物性測量法：第一節(jié)壓力測量概述四、壓力測量儀表的分類液柱式：根據(jù)流體靜力學原理機械式：根據(jù)彈性元件受力變形的原理電氣式：依據(jù)電量的大小活塞式：根據(jù)水壓機液體傳送壓力的原理第一節(jié)壓力測量概述第三章壓力測量

第一節(jié)壓力測量概述第二節(jié)液柱式壓力計第三節(jié)彈性式壓力計第四節(jié)電氣式壓力計第五節(jié)壓力儀表的選擇與校驗原理：根據(jù)流體靜力學原理優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價格低廉。缺點：量程受液柱高度的限制，體積大，玻璃管容易損壞及讀數(shù)不方便，精度較低。第二節(jié)液柱式壓力計采用水銀或水為工作液，用U形管或單管進行測量，常用于低壓、負壓或壓力差的檢測被廣泛用于實驗室壓力測量或現(xiàn)場鍋爐煙、風道各段壓力、通風空調(diào)系統(tǒng)各段壓力的測量第二節(jié)液柱式壓力計一、U型管壓力計第二節(jié)液柱式壓力計二、單管壓力計第二節(jié)液柱式壓力計三、斜管壓力計第二節(jié)液柱式壓力計第三章壓力測量

第一節(jié)壓力測量概述第二節(jié)液柱式壓力計第三節(jié)彈性式壓力計第四節(jié)電氣式壓力計第五節(jié)壓力儀表的選擇與校驗原理：利用彈性元件受力產(chǎn)生彈性變形。特點：測量范圍寬，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用方便。第三節(jié)彈性式壓力計第三節(jié)彈性式壓力計彈性壓力計組成框圖第三節(jié)彈性式壓力計第三節(jié)彈性式壓力計1.膜片按剖面形狀分為平膜片和波紋膜片常用材料可與其他轉(zhuǎn)換元件合用電容式壓力傳感器光纖式壓力傳感器力矩平衡式壓力變送器第三節(jié)彈性式壓力計2.波紋管優(yōu)點：靈敏高，可測較低壓力缺點：測量范圍窄，遲滯誤差較大，精度一般只有1.5級第三節(jié)彈性式壓力計3.彈簧管截面為非圓形（橢圓形或扁圓形），并彎成圓弧狀的空心管子一端為封閉（自由端），一端為開口（固定端）第三節(jié)彈性式壓力計（1）彈簧管壓力表結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價格低廉，使用范圍廣，測量范圍寬可測負壓、微壓、低壓、中壓和高壓精度有0.5、1.0、1.5、2.5等第三章壓力測量

第一節(jié)壓力測量概述第二節(jié)液柱式壓力計第三節(jié)彈性式壓力計第四節(jié)電氣式壓力計第五節(jié)壓力儀表的選擇與校驗第四節(jié)電氣式壓力計電氣式壓力檢測方法一般是用壓力敏感元件直接將壓力轉(zhuǎn)換成電阻、電荷量等電量的變化。能實現(xiàn)壓力－電量轉(zhuǎn)換的壓敏元件主要有壓電材料、應變片和壓阻元件。第四節(jié)電氣式壓力計1.壓電式壓力傳感器壓電效應原理：壓電材料受壓時會在其表面產(chǎn)生電荷，其電荷量與所受的壓力成正比。壓電材料：單晶體、多晶體特點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，小巧輕便，工作可靠，線性度好，頻率響應高，量程范圍廣第四節(jié)電氣式壓力計第四節(jié)電氣式壓力計2.應變式壓力傳感器應變片是基于應變效應工作的一種壓力敏感元件，當應變片受外力作用產(chǎn)生形變時，應變片的電阻值也將發(fā)生相應變化。應變式壓力傳感器是由彈性元件、應變片以及相應的橋路組成的。第四節(jié)電氣式壓力計(a)絲式應變片(b)箔式應變片圖6—2應變電阻片的結(jié)構(gòu)第四節(jié)電氣式壓力計壓縮拉伸第四節(jié)電氣式壓力計1)工作原理上述任何一個參數(shù)變化均會引起電阻變化.金屬應變片的電阻R為第四節(jié)電氣式壓力計金屬應變計第四節(jié)電氣式壓力計3)應變片測量電路VER1R2R3R4第四節(jié)電氣式壓力計令：第四節(jié)電氣式壓力計3.壓阻式壓力傳感器壓阻元件是基于壓阻效應工作的一種壓力敏感元件，它指在半導體材料的基片上用基成電路工藝制成的擴散電阻，當它受外力作用時，其阻值由于電阻率的變化而改變。擴散電阻正常工作需依附彈性元件，常用的是單晶體硅膜片。第四節(jié)電氣式壓力計第四節(jié)電氣式壓力計優(yōu)點：體積小，結(jié)構(gòu)簡單，能直接反映微小的壓力變化，動態(tài)響應好缺點：敏感元件易受溫度的影響，從而影響壓阻系數(shù)的大小第四節(jié)電氣式壓力計電容式壓力傳感器電容式壓力變送器是通過彈性膜片的位移引起電容量的變化從而測出壓力(或差壓)的。電容變換器有變間隙式、變面積式和變介電常數(shù)式三種，電容式壓力（差壓）變送器常采用變間隙式。第四節(jié)電氣式壓力計變換原理:將被測量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化兩平行極板組成的電容器,它的電容量為:+++Aδ、A或ε發(fā)生變化時，都會引起電容量的變化。第四節(jié)電氣式壓力計面積變化型角位移型+++第四節(jié)電氣式壓力計平面線位移型第四節(jié)電氣式壓力計柱面線位移型.第四節(jié)電氣式壓力計特點壓差ΔP與ΔC成正比例，將電容的變化經(jīng)過適當?shù)霓D(zhuǎn)換電路，可將差動電容的變化量轉(zhuǎn)換成標準的4~20mADC輸出信號。這種傳感器結(jié)構(gòu)堅實，穩(wěn)定可靠，靈敏度高；精度高，其精確度可達±0.25％～±0.05％。量程可調(diào)，量程范圍寬，由0～1270Pa到0～42MPa；過載能力強，應用廣泛，尤其適用測高靜壓下的微小壓差變化。第三章壓力測量

第一節(jié)壓力測量概述第二節(jié)液柱式壓力計第三節(jié)彈性式壓力計第四節(jié)電氣式壓力計第五節(jié)壓力儀表的選擇與校驗一、壓力檢測儀表的選擇1.儀表量程的選擇被測壓力較穩(wěn)定：最大工作壓力不應超過儀表滿量程的3/4被測壓力波動較大或測脈動壓力：最大工作壓力不應超過儀表滿量程的2/3為保證測量準確度：最小工作壓力不應低于滿量程的1/3優(yōu)先滿足最大工作壓力條件第五節(jié)壓力計選擇與校驗2.儀表精度的選擇

壓力檢測儀表的精度主要根據(jù)生產(chǎn)允許的最大誤差來確定，即要求實際被測壓力允許的最大絕對誤差應小于儀表的基本誤差。第五節(jié)壓力計選擇與校驗3.儀表類型的選擇從被測介質(zhì)壓力大小來考慮被測介質(zhì)的性質(zhì)對儀表輸出信號的要求使用的環(huán)境第五節(jié)壓力計選擇與校驗校驗就是將被校驗壓力表和標準壓力表通以相同壓力，比較它們的指示數(shù)值，如果被校表對于標準表的讀數(shù)誤差，不大于被校表規(guī)定的最大準許絕對誤差時，則認為被校表合格。常用的校驗儀器是活塞式壓力計，它由壓力發(fā)生部分和測量部分組成，它的精度等級有0.02、0.05和0.2級，可用來校準0.25級精密壓力表，也可校準各種工業(yè)用壓力表，被校壓力的最高值為60MPa。二、壓力