k2

s 4
30
1电容式压力压差变送器
•设 测 量 膜 片 在 Δ p 作 用 下 的位移Δ d，Δ d=k1Δ p。
C1

d0
k2 d
C2Leabharlann d0k2 d•由C1、C2可得
C2 C2
C1 C1

d d0

k1p d0

k 3 p
特点：灵敏度高、精度高，精度可达0.2、0.25，
4．活塞式（负荷式）压力计 （Force-balance）
8
第二节 液柱式压力计
分类 U型管压力计 单管压力计 斜管式微压计 特点：结构简单，使用方便，准确度比较高，常
用于测量低压、负压、差压，可用于现场校验压 力传感器和管路漏气。 缺点：体积大，读数不方便，玻璃管易损坏；测 量范围有限、有人为读数误差、不便于多点测量 和数据采集、不能进行动态测量。
很小时，h1可P忽略g，公h2 式简化为：
Px h1 直管
h2
13
三、斜管式微压计
主要用于测量微小的压力、负压和压差。
为了减少读数的相对误差，拉长液柱，将
P1
测量管倾斜放置。
h1 1h2h)2
h2 l sin a
A1 lA2 h1

A2 A1
P g (h1 h2 )
Px 平薄片
Px 波纹片
Px
膜盒
20
二．弹性元件及其特性
2．波纹管：开口端固定，封闭 端的位移作为输出，由于波 纹管的位移相对较大，故灵 敏度高，常用于测量较低的 压力（1.0-106Pa）精度等 级1.5级。
3．弹簧管： 单圈弹簧管
多圈弹簧管
Px
21
弹簧管压力计
弹簧管在量程范围内自由端的位移一般为 7-8o，弹簧管作成多圈时，自由端的位移 可达45o。弹簧管的自由端的位移可通过 杠杆机构带动指针转动，这种机构的指针 最大转角为180o，通常作成90度的回转 角。最常用的传动机构为杠杆—扇形齿轮 机构，可使指针转动270o。
51.715
7.0307
1.0
6.805 10-2
103
2
102
1.0133 105
1.0332
7.60 102
1.0332 104
14.696
1.0 7
二．压力测量仪表的分类
1．液柱式压力计（Manometers）
2．弹性式压力计（Diaphragms）
3．电气式压力计（Electrical pressure）
9
一．U型管压力计
P1
P2
假设被测的介质为气体，可忽略
被测介质的高度形成的静压值。
根据流体静力学原理可得：
P P1 P2 g(h1 h2 )
U型管内径一般为5-20mm， 为了减少毛细现象管子内径 一般不少于10mm，
0
h2
h1
U型管
10
密度不同如何计算压力? p1
1
第六节 压力检测仪表的选择与校验
一．压力检测仪表的选择 ①测压范围，②被测介质的物理化学性质， ③测试精度要求。
1.仪表量程选用
• 为保证安全性，压力较稳定时，最大工作压力不 超过仪表量程的3/4，压力波动较大时，最大工作 压力不超过仪表量程的2/3。
• 为保证准确度，最小工作压力不低于满量程的1/3。
压力测量
1
第一节 概述
一、基本概念
压力 垂直作用于物体表面上的力 压强 垂直作用于单位面积物体表面上的力
在建筑环境与设备的测试中，并不严格区分压力
和压强。通常所说的压力实际上是指压强。
压差 测量两个压力之差称压差
表压力 压力仪表指示的压力值
缺省情况下，所说的压力值即指表压力 表压力可正
压电式压力 传感器结构
37
第五节 活塞式（负荷式）压力计
提供做压力基准器 校准压力表：20Pa～ 2000kPa
• 基于静力平衡原 理进行压力测量
P Mg A
38
被校准压力 表安装上后， 转动手轮， 使油压系统 压力升高， 直到活塞被 顶起。
P Mg A
M：砝码质量 A：活塞有效面积
39
P1 1
p2 2
H
h1 h2
0
A A

12
二．单管式压力计
Pd
h1 A1

h2 A2

h1

h2 A2 A1
P

g (h1

h2 )

g( h2 A2
A1

h2 )

g (
A2 A1
1)h2
( h2 A2
A1
h2 )

g( A2
A1
1)h2
因 为 A1 、 A2 为 常 数 ， 这 样 可 通 过 一次读数进行压差测量。当A2/A1
由于内聚力与附着力的差异，水 在毛细管中，中央较四周凹下； 汞在毛细管中，中央较四中凸起
17
第三节 弹性式压力计 1、概述
原理：弹性压力表是利用各种不同形状弹性感压元 件在被测压力的作用下，产生弹性变形制成的测压 仪表
特点：结构简单、牢固可靠、测压范围广、使用方 便、造价低廉、有足够的精度，可远传
尽量小； (5) 在恶劣工况下，要在压力表前装隔离器； (6) 如压力显示仪表和取压口不在同一水平线上，
则应校正由于两者高度差对仪表读数造成的误差
29
第四节 电气式压力检测
一．位移式压力压差变送器：
将弹性元件的位移转变成
电信号。
1．电容式压力压差变送器： 采取差动电容方式。 膜片 d7.5—75 ， δ 0.05—0.2 ， maxΔ d=0.1mm。
毛细现象（又称毛细管作用）是指液 体在细管状物体内侧，由于内聚力与 附着力的差异、克服地心引力而上升 的现象。植物根部吸收的水分能够经 由茎内维管束上升，即是毛细现象最 常见的例子。当液体和固体(管壁)之 间的附着力大于液体本身内聚力时， 就会产生毛细现象。液体在垂直的细 管中时液面呈凹或凸状、以及多孔材 质物体能吸收 液体皆为此现象所致。
40
2．仪表精度的选择
根据在测量时允许的最大测量误差选择仪表，
p2
2
H
p1 1g(h1 H ) p2
h1 h2
2g(H h2 ) g(h1 h2 ) A 0
A
测量范围： 20 Pa to 140KPa
精度： 1%.

11
如何读数?
(a).分别读取h1、h2； (b).U型管应保持铅垂位
置；
(c). 眼睛应保持与液面 平齐，以工作液弯月面 顶部或底部切线为准读 取液面高度。
负压力（ Negative pressure ）：绝对压力低于大气压力时的 表压，简称负压。
真空（ Vacuum ）：低于大气压力的压力。
:
3
4
压力单位
帕(Pa) N/m2，国际单位 1Pa=1N/m2 兆帕(MPa) 106Pa
工程大气压， kgf/cm2 ，98070 Pa
约等于一个大气压（1.013e+5 Pa) ，“自来 水压头是5公斤”，用的就是这个单位。
1.0
1.019710-5 7.5006 10-3
0.1020
1.4504 9.8692 10-6
10-4
1公斤/.厘米2(工程大气压) 9.8067
1.0
7.3556 102 1.0 104
14.22
104
0.9678
1毫米水银柱(mmHg) 1.3332 1.3595 10-
弹性材料：铍青铜、磷青铜、不锈钢 常用弹性压力表：
弹簧管式 膜片（盒）式 波纹管式
18
19
二．弹性元件及其特性
1．膜片：使用时周边夹紧，测低压、微压。 将两块膜片沿周边对焊起来，形成一膜盒， 膜盒式微压计通常用于测量炉膛和烟道尾 部负压。精度等级为2.5，最高可达1.5级。
Px
放置在一非均匀磁场中，在这
S
N
区间，磁场强度具有均匀的梯
度，当霍尔片在弹性元件的带
动下偏离正中位置，通过霍尔
片的磁场强度发生变化，霍尔
片就有正比于位移的霍尔电势
产生。
33
霍尔电势
VH RH IB
注意： ①RH受温度影响较大，在实际当中常采用恒温
措施或采用温度补偿措施，例如在电势输出 回路中串一温度补偿电桥。 ②要注意减少由于霍尔片两电极不对称焊接引起 的不等位电势，因不等位电势的存在，使霍 尔片处于正中时，电势输出不为0。
34
二．压电式压力传感器
• 压电效应：压电材料在受压时会在其表面 产生电荷，产生的电荷量与所受的压力成 正比。
压电材料：单晶体，例如石英、酒石酸钾 钠等
多晶体，例如压电陶瓷，在没有极化之前， 因各单晶体的压电效应都互相抵消表现为 电中性，为此必须对压电陶瓷先进行极化 处理，经极化处理的压电陶瓷具有非常高 的压电系数，为石英的几百倍。
22
弹簧管压力计
23
弹簧管压力计
精度等级： 普通：1～4级 精密：0.1～0.5级 测量范围： 真空～109Pa
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电接点压力表： 不仅可实现压力的测量，而且可实现压力 的报警和控制。
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弹性式压力计的误差
(1) 迟滞误差； (2) 弹性后效误差； (3) 间隙误差； (4) 摩擦误差； (5) 温度误差。
对于一般的工业测量，主要考虑工作液密度变 化对压力测量的影响。修正公式为：