流體靜壓強(qiáng)的測量

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1、流體靜壓強(qiáng)的測量壓強(qiáng)計(jì)量基準(zhǔn)及壓強(qiáng)計(jì)量單位一、計(jì)量基準(zhǔn)：絕對壓強(qiáng)：以完全真空為基準(zhǔn)計(jì)量的壓強(qiáng)(absolutepressure)相對壓強(qiáng)：以大氣壓強(qiáng)為基準(zhǔn)的計(jì)算壓強(qiáng)(gagepressure)正壓：大于同高度的大氣壓強(qiáng)為正壓負(fù)壓：小于同高度的大氣壓強(qiáng)為負(fù)壓pg=p-pa大氣壓的相對壓為0。負(fù)壓的絕對值為真空度。apa二、壓強(qiáng)的三種度量單位：1、以壓強(qiáng)基本定義為基準(zhǔn)：SI制：N/m2,Pa.工程制：kgf/m22、以大氣壓強(qiáng)為基準(zhǔn)：SI制：1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101325Pa工程制：1工程大氣壓=105Pa3、以液柱高度為基準(zhǔn)：1

2、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=10.33m水柱=760mm汞柱(自行推倒）1工程大氣壓=10m水柱由P=ρgh,h=P/ρg而來測量壓強(qiáng)的儀器流體的壓強(qiáng)可用液柱高度表示，因此液柱式測壓計(jì)是測量流體壓強(qiáng)常用的儀器，其工作液體一般為水、酒精、四氯化碳或水銀等。應(yīng)用液體平衡原理可以測量流體的壓強(qiáng)。所使用的這類儀器叫液壓計(jì)。分類：機(jī)械式壓力傳感器：電氣式壓力傳感器：液柱式壓力計(jì)彈簧管式壓力計(jì)活塞凈重式壓力計(jì)壓電壓力計(jì)壓阻壓力計(jì)1、測壓管(PressureTube)原理：從玻璃管這一側(cè)來看，如果從點(diǎn)A算起，管內(nèi)液柱高度為h，則點(diǎn)A上的壓強(qiáng)單直管測壓計(jì)

3、特點(diǎn)：較精確、簡單，但只能測液體的較低壓強(qiáng)。如果測管內(nèi)徑很細(xì)，有毛細(xì)管現(xiàn)象，影響讀數(shù)的精確性。結(jié)構(gòu)：一根內(nèi)徑為10mm左右的直玻璃管的下端與裝有液體的容器連接，上端開口與大氣相通，2、U型管(theU-shapedtube)測壓計(jì)U型管測壓計(jì)特點(diǎn)：既可測液體較高的壓強(qiáng)，也可測氣體較低壓強(qiáng)或真空度。由于U形管是雙管，因毛細(xì)管現(xiàn)象產(chǎn)生的讀數(shù)誤差就可抵消，測管可細(xì)小而精確。U形管也可測量壓差。U形管的1與2是等壓面，即p1=p2，則：若容器內(nèi)是氣體，則ρ1＜＜ρ2，即ρ1gH可忽略不計(jì)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)pc為ρ２3、復(fù)合式測壓計(jì)——

4、兩點(diǎn)壓強(qiáng)的計(jì)算如圖已知：ρ1、ρ2、ρ3，h1、h2、h3，求pA-pB方法：找等壓面1—2—3和4—5。因?yàn)椋核裕毫硪环N方法：根據(jù)“從一邊開始，找等壓面，向上減，向下加”的原則進(jìn)行。解：此處的等壓面有兩個，1—2—3和4—5。根據(jù)“從一邊開始，找等壓面，向上減，向下加”的原則得到：例題：2-34、單管杯式測壓計(jì)（杯形壓強(qiáng)計(jì)）該液壓計(jì)是U管壓強(qiáng)計(jì)的一種變形，U形管的一側(cè)用一個大截面的杯形容器代替，杯的截面積遠(yuǎn)較玻璃管為大。當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)與測壓口連通時，左杯端連接到高壓端，則杯中液面下降Δh的高度至o’－o’的位置，而此時右管

5、中液面上升h的高度。容器中氣體的絕對壓力為其表壓力為由于利用這種測壓計(jì)測量壓力時只需進(jìn)行一次讀數(shù)，因此讀數(shù)的絕對誤差可比U型管測壓計(jì)減小一半。根據(jù)體積平衡的原理若忽略杯內(nèi)液面的變化，容器中氣體的表壓力為使用這種壓強(qiáng)計(jì)時，必須記住較高壓強(qiáng)處總是與杯形端相接，才能使壓強(qiáng)在玻璃管上反映出來。5、傾斜微壓計(jì)----測定微小壓強(qiáng)（或壓差）由圖h＝lsinα如圖：微壓計(jì)一般用于測定氣體壓強(qiáng)，它的測壓管是傾斜放置的，其傾角為α。容器中氣體的絕對壓力為：其表壓力為：又根據(jù)體積平衡則：h當(dāng)測定時α為定值，只需測得傾斜長度l，就可得出壓差。由

6、于l=h／sinα，說明傾斜角度越小，l比h放大的倍數(shù)就越大，量測的精度就更高。由上式還可知，在pg一定時，γ愈小，讀數(shù)l就越大。因此，工程上常用容重比水更小的液體，例如酒精（純度96%的酒精，γ=7.944kN／m3）以提高精度。若忽略杯內(nèi)液面的變化，容器中氣體的表壓力為h6、微差壓強(qiáng)計(jì)(Micromanometer)--（雙液柱壓強(qiáng)計(jì)）測壓時，如p1＞p2，則指示液A在右側(cè)升起，形成一讀數(shù)h。由于儲液室容積較大，所以液面幾乎沒有變化。由于水平面3－4是等壓面，即p3=p4，故：p1+γB（h＋H）=p2+γAh＋γBH

7、因而p1-p2=(γA-γB)h------用于測量微小表壓、真空度或壓強(qiáng)差結(jié)構(gòu)如圖：壓強(qiáng)計(jì)U形管的兩側(cè)都有容積較大的儲液室。管內(nèi)注入兩種互不溶解而重度相近的指示液A、B，其重度分別為γA及γB。思考：如果必須考慮儲液室液面下降，壓強(qiáng)差怎么表達(dá)？參見課后習(xí)題2-13