pa 绝对压力零线
绝对压力是指物体所受的实际压力。
表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与
大气压力之差，即
p pa p0 ph p0 pa
真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，
3
压力和压差测量
由于各种工艺设备和检测仪表通常 是处于大气之中，本身就承受着大 气压力，因此工程上通常采用表压 或者真空度来表示压力的大小，一 般的压力检测仪表所指示的压力也 是表压或者真空度。
x
x
x
x
px
平薄膜
px
波纹膜
px
波纹管
x px
单圈弹簧管
px
多圈弹簧管
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3.3 弹性元件及弹性压力表
弹性元件的特点
F=pA=kx
x 弹性滞后
弹性后效
x0 p0
p
14
弹簧管和弹簧管压力表
弹簧管是横截面呈 非圆形（椭圆形或 扁圆形），弯成圆 弧状（中心角常为 270°）的空心管子。
管子的一端为封 闭，另一端为开 口。闭口端作为 自由端，开口端 作为固定端。
误差。 它主要包括两个方面：一是标尺长度随温度的变 化（要求U形管材料的温度系数极小）；二是工 作液密度随温度的变化。例如水，当温度从 10℃变到20℃时，其密度从999.8kg/m3减小 到998.3kg/m3，相对变化量为0.15％。 ④安装误差——当U形管安装不垂直时将会产生安 装误差。例如 若倾斜5°，读数误差约0.38％。
除特殊说明之外，以后所提及的压 力均指表压。
4
3.1.4 压力检测方法的分类
目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很 多，根据敏感元件和转换原理的不同，一 般分为四类：
(1)液柱式压力检测 一般采用充有水或水银等液体的玻 璃U形管或单管进行测量。
(2)弹性式压力检测 它是根据弹性元件受力变形的原理， 将被测压力转换成位移进行测量的。常用 的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。
0
式中θ0为弹簧管中心角的初始角；Δθ为受压后中心角的改变量；R为 弹簧管弯曲圆弧的外半径；h为管壁厚度；a、b为弹簧管椭圆形截面的长、 短半轴。
16
17
电接点 信号压力表
1 动触点 2和4 静触点 3 绿灯 5 红灯
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弹簧管自由端B的位移量一般很小，需 要通过放大机构才能指示出来,为了加大弹 簧管自由端的位移量，也可采用多圈弹簧管， 其原理与单圈弹簧管相似。
5
压力和压差测量
(3)电气式压力检测 它是利用敏感元件 将被测压力直接转换成各种电量进行测量 的仪表，如电阻、电荷量等。
(4)活塞式压力检测 它是根据液压机液 体传送压力的原理，将被测压力转换成活 塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。 活塞式压力计的测量精度较高，允许误差 可以小到0.05％～0.02％，它普遍被用 作标准仪器对压力检测仪表进行检定。
p1
p2
h
(a)
(b)
特点：直观、可靠、准确度较高等，但U形管只能测量
较低的压力或差压，为了便于读数，U形管一般是用玻璃
做成，易破损，另外它只能进行现场指示。 8
3.2. 液柱式压力检测
用U形管进行压力检测，其误差来源主要有： ①标尺刻度精度； ②读数误差 ③温度误差——由使用环境温度的变化引起的测量
单圈弹簧管压力表是工业现场使用最 普遍的就地指示式压力检测仪表（也有电 接点输出的弹簧管压力表）
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弹簧管压力表结构简单、使用方便、 价格低廉、测量范围宽，可以测量负压、 微压、低压、中压和高压
一般的工业用弹簧管压力表的精度等级为 1.5级或2.5级，但根据制造的要求，其精度等级 最高可达0.15级。
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P1
P2
h2 g（1
A2 A1
)
10
P1
P2
gl sin（1
A2 A1
)
11
特点：直观、可靠、准确度较高等，但U 形管只能测量较低的压力或差压，为了便 于读数，U形管一般是用玻璃做成，易破损， 另外它只能进行现场指示。
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3.3 弹性元件及弹性压力表
弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换 成弹性元件位移的一种检测方法。
C i1
1 A1
S1
A S0
Ci 2
2 A2
S2
A S0
1 2
C
C i 2Ci1
A(
S0
1
1)
S0
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——压力检测仪表的选用
三个方面——选用时应根据生产工艺对压 力检测的要求、被测介质的特 性、现场使用的环境等条件， 本着节约的原则，合理地考虑 仪表的量程、精度、类型（含 材质）等。
电容-电流转 换电路
Ii ＋
Io 电流放Leabharlann 器－If测量部分
转换放大部分
反馈电路
30
电容式差压变送器测量原理
31
P1 +
— P2
32
电容式差压变送器测量原理
——差动电容测量原理
ΔP=0 Ci1=Ci2=15pF
ΔP＞0 Ci1的电容量减小 Ci2的电容量增大
33
ΔP=0 ΔP≠0
S1=S2=S0 S1=S0+δ S2=S0-δ
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3.2. 液柱式压力检测
液柱式压力检测是以液 体静力学原理为基础的，它 们一般采用水银或水为工作 液，用U型管进行测量，常 用于较低压力、负压或压力 差的检测。
p p2 p1 gh
p1
p2
(a)
p1
p2
h
(b)
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3.2. 液柱式压力检测
p1
p2
p p2 p1 gh
密度：物质单位体积的质量
重要的不是创新，而是有用的创新！
压力和压差测量
压力的表示方法 检测方法的分类 液柱式压力检测 弹性式压力检测 电气式压力检测 智能式压力变送器 压力检测仪表的选用和安装
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3.1.3 压力的表示方法
三种压力表示方法
绝对压力
pa
表压力
p
负压或真空度 ph
p
大气压力p0线
pa
ph
1.01325×105Pa
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被测压力介质从开口端进入并充满弹簧管的整
个内腔，由于弹簧管的非圆横截面，使它有变
成圆形并伴有伸直的趋势而产生力矩，其结果
使弹簧管的自由端产生位移，同时改变其中心
角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如
下的函数关系：
P 1 2 R 2 (1 b2 )
0
E bh a 2 2
P
20
21
r1
r2
1
2
P
3
(a)传感器 1－外壳 2－弹性筒 3－膜片
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半桥
23
全桥
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电感式 远传压力计
25
26
VH R H IB
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B x
28
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——电容式差压变送器
电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件 主要包括测量部件和转换放大电路两部分：
调零、零 迁电路
Iz
＋
Δp 差压电 ΔC 容膜盒