壓力和差壓的測量

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1、第5章壓力和差壓的測量本章介紹幾種在實驗和工業(yè)生產中使用較多的壓力檢測儀表的檢測原理、組成結構和使用方法等。5.1概述5.1.1壓力和差壓的概念及表示方法5.1.2壓力的度量單位重點：壓力的概念、壓力表示形式。難點：各種壓力之間的關系。重點：壓力的國際度量單位、我國常用單位。難點：壓力度量單位之間的換算。5.1.1壓力和差壓的概念壓力:定義為垂直均勻地作用在單位面積上的力，即物理概念中的壓強。表達式為差壓：兩個測量壓力之間的差值，也就是壓力差。壓力測量的方法：液柱測壓法，彈性元件測壓法，電測法。壓力的幾種表示方法——在壓力測量中，常有表壓力、絕對壓力、負壓

2、或真空度之分。大氣壓地球表面空氣因自重在物體單位面積上產生的壓力，它隨地理緯度、海拔高度及氣象環(huán)境的變化而變化。絕對壓力指物體實際所承受的全部壓力。表壓力是一個相對壓力，在工程實際中，所說的壓力通常是指表壓，即壓力表上的讀數。真空度當絕對壓力小于大氣壓力時，表壓力為負值（負壓力），其絕對值稱為真空度。5.1.2壓力的單位帕斯卡（Pa）:國際制導出單位1帕（Pa）=1牛頓/平方米（N/m2）表示1N的力垂直作用在1㎡面積上所產生的壓力。2.其他常用度量單位（1）工程大氣壓（kgf/cm2）1工程大氣壓=1千克力/厘米2（2）毫米汞柱（mmHg）（3）毫米水柱

3、（mmH2O）壓力單位帕/Pa兆帕/MPa工程大氣壓/(kgf/cm2)物理大氣壓/atm汞柱/mmHg水柱/mH2O（磅/英寸2）/（1b/in2）巴/bar帕11×1061.0197×10-59.869×10-67.501×10-31.0197×10-41.450×10-41×10-5兆帕1×106110.1979.8697.501×1031.0197×1021.450×10210工程大氣壓9.807×1049.807×10-210.9678735.610.0014.220.9807物理大氣壓1.0133×1050.101331.0332176010.

4、3314.701.0133汞柱1.3332×1021.3332×10-41.3595×10-31.3158×10-310.01361.934×10-21.3332×10-3水柱9.806×1039.806×10-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.895×1036.895×10-30.070310.0680551.710.703110.06895巴1×1050.11.01970.9869750.110.19714.501各種壓力單位換算表5.2液柱式壓力計液柱式壓力計的測壓是基于液體靜力學原理，利用已知密度的液

5、柱高度對底面產生的靜壓力來平衡被測壓力，根據液柱高度來確定被測壓力的大小。優(yōu)點：結構簡單，制造容易，測量可靠、直觀，準確度高，使用方便，價格便宜缺點：測量結果只能就地讀取，不能進行遠傳；測量的量程也受限于玻璃管的高度，只能測量微小的壓力。測壓范圍為10-6~0.3MPa；玻璃管易損壞，且水銀有毒。5.2.1U形管壓力計5.2.2單管壓力計5.2.3斜管壓力計5.2.4液柱式壓力計的使用重點：液柱式壓力計的原理、結構、特點。難點：三種液柱式壓力計比較，使用注意事項。5.2液柱式壓力計5.2.1U形管壓力計1.U型管壓力計的結構U型、內截面積相同的玻璃管，固定

6、在底板上，在U型管中間設一個刻度標尺，零點在標尺中央。U型玻璃管內充入水銀或水等工作液，液體到零點處。2.U型管壓力計的工作原理當p1=p2時，兩管中自由液面同處于標尺中央零刻度。當p2>p1時，右邊管中液面下降，左邊管中液面上升，一直到液面的高度差H產生的壓力與被測差壓平衡為止。根據流體靜力學原理有如果將兩管分別通大氣壓p0和被測壓力pa，則測得壓力為表壓力：由此可見：（1）U型管壓力計可以測量差壓，或表壓力。（2）當工作液密度ρ一定時，不同的液面高度差H就對著不同的被測壓力，這樣，壓力的測量就轉換為對應液面高度的測量。被測壓力可以直接用液面高度差H表示

7、，其單位用mmHg或mmH2O。（3）若減小U型管內工作液的密度ρ，在相同壓力的作用下，H值變大，即儀表靈敏度提高，但同時量程范圍變小?！敎y量較大壓力時，可采用密度比較大的工作液，如汞；——當測量較小壓力時，為了提高靈敏度，可采用密度比較小的工作液，如水、酒精。造成讀取誤差的主要因素：（1）標尺刻度精度（2）溫度誤差（3）安裝位置誤差兩只管嚴格鉛垂；無壓力作用下，兩管液面應處于標尺零位5.2.2單管壓力計1.單管壓力計的結構它是U型管壓力計的一種變形。單管壓力計把其中一個管用一個較大直徑的杯來代替，也稱杯型壓力計。由于杯的直徑與管的直徑相差較大，所以杯

8、中液面高度下降h2可忽略不計，因此在測量時只要讀數一次就夠了，減小