2
二、压力单位
帕(Pa) N/m2，国际单位 兆帕(MPa) 106Pa 工程大气压， kgf/cm2 ，98070 Pa，约等于一个 大气压（1.013×105 Pa) 1mmH2O= 9.81 Pa 1mmHg =133 Pa
3




过去采用的压力单位“工程大气压力” （kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、“毫米水 柱”（mmH2O）、“物理大气压”（atm）、“巴” （bar）、“PSI”等均应改成法定计量单位帕。见 教材p96表5-1 1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa 1 mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa 1 atm = 1.01325×105Pa 1 bar=105Pa 1 PSI=6.89×103Pa（Pounds per Square Inch ）
（4）仪表准确度等级的选择
压力检测仪表的准确度主要根据生产允许的最大误差 来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应 小于仪表的基本误差。
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例题：
有一压力容器，压力范围0.40.6MPa，压力变化速度较缓，不要求 远传。试选择压力仪表（给出量程和精 度等级）测量该压力，测量误差不大于 被测压力的4%.

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3.3.1 活塞式压力计 原理：
是根据流体静力平衡原理工作的，利 用压力作用在活塞上的力与砝码的重力 相平衡的原理设计而成的。如图所示。 主要由压力发生部分和测量部分组成。
32
测量 部分
压力发 生部分
33
常用校验压力表的标准仪器
－－活塞式压力计
34
超高压活塞压力计
35
3.3.2使用注意事项
(1)使用前应检查油路是否畅通，密封处是否紧 固，不得存在有堵塞或泄漏的现象。 (2）活塞进入活塞筒中的部分等于活塞全长的 2/3～3/4。 (3)活塞压力计的编号应与专用砝码编号一致。
(4)活塞与活塞筒之间配合间隙非常小，测量时
应轻轻地转动活塞。
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3.3.3 浮球式压力计
组成：由浮球、喷嘴、
砝码支架、专业砝码、
2．安装的影响 U形管采用自由悬挂、微压计要安装水平仪， 管路不得泄露和堵塞。 3. 毛细管现象的影响
般
为了减少该误差，通常要求测量管的内径一 不小于10mm。
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3.2
弹性式压力计
原理：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。 F=CX， F=AP， X=A/C P C:弹性元件的刚性系数 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。 常用弹性压力表： 膜片式 波纹管式 弹簧管式
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从被测介质压力大小考虑
被测介质 微压 量程范围 几百～几千帕 选用仪表 液柱式或膜合式压力 计
中压
高压
15kPa以下且不要求迅 速读数
50kPa以上
U形管压力计或单管 压力计
弹簧管压力表
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从被测介质的性质考虑
被测介质
易结晶、黏度大 氧、乙炔
选用仪表
膜片压力表 专用压力表
稀硝酸、酸、氨及腐蚀性 不锈钢膜片的压力表
优先满足最大工作压力条件原则。
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我国目前的测压仪表是按统一系列量程生产，其上限刻 度值有1kPa、1.6kPa、2.5kPa、4.0kPa、6.0kPa及它 们的10n倍数。 我国规定的测压仪表准确度等级： 标准仪表：0.05、0.1、0.16、0.2、0.25、0.35； 工业仪表：0.5、1.0、1.5、2.5、4.0。
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工作原理
从汽源来的压缩空气经气体过滤器减压，
再经流量调节器调节,达到所需流量(由流量计
读出)后，进入内腔为锥形喷嘴，并喷向浮球， 气体向上的压力使浮球在喷嘴内漂浮起来，浮 球上挂有砝码，和砝码架，当浮球所受的向下 的重力和向上的浮力相平衡时，就输出一个稳
定而准确的压力。
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浮球式压力计具有下列特点： （与活塞式压力计相比）
R1
R2


可得:

'
24
弹簧管在量程范围内自由端的位 移一般为 7-8o ，位移量很小。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。

从仪表输出信号的要求考虑
被测介质 就地观察显示 选用仪表 弹簧管压力表
压力需远传
报警或位式调节
电气式压力计
带电接点压力表
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（3）仪表量程的选择
◆被测压力较稳定时：最大工作压力不应超过仪表满 量程的3/4； ◆被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不 应超过仪表满量程的2/3； ◆测量高压时：不应超过量程的3/5。 ◆为保证测量准确度：最小工作压力不应低于满量程 的1/3。 设仪表满量程为Pm，则被测压力为P应满足以下关系： 测量平稳压力： 1/3 Pm < P < 3/4 Pm 测量波动压力： 1/3 Pm < P < 2/3 Pm
流量调节器、气体过 滤器、底座组成。

浮球压力计主要用于 计量室、实验室以及 生产或科学实验环节 作为压力基准器使用。
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浮球式压力计是以 压缩空气或氮气作 为压力源，以精密 浮球处于工作状态 时的球体下部的压 力作用面积为浮球 有效面积的一种气 动负荷式压力计 。 如右图所示。
（右图） 浮球式压力计原理图
3.1.4液柱式压力计的误差
1．环境条件的影响 对于一般的工业测量，主要考虑温度使液体 密度变化对压力测量的)
0
重力加速度使液体密度变化的影响
标准重力加速 度下的工作液 柱高度 使用地点的工 作液柱高度
16
3.1.4液柱式压力计的误差
28
膜盒压力表
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YEJ—1、YEJ—1F矩形膜 盒压力表用于测量不起腐 蚀作用的空气或其他气体
介质的微压或负压，一般
用在空气管道、燃烧装臵 以及其他类似的设备上 。
矩形膜盒压力表
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3.3 负荷式压力计
特点：应用范围广、结构简单、稳定可靠、 准确度高、重复性好。 是检验、标定压力表的标准仪器之一。 常用有活塞式压力计 、浮球式压力计
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26
一般压力表
精密压力表
注：MC标示Metrology Certification
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3.2.3
薄膜式压力计
原理： 压力信号从引压口、导压管引入 膜盒，使膜盒产生变形。通过传动机 构带动指针转动进行压力值指示。 用途： 常用于火力发电厂锅炉风烟系统 的风、烟压力测量及锅炉炉膛负压测 量。 结构图： 测量范围为150～4000Pa，准确 度等级一般为2.5级。
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3．弹簧管
单圈弹簧管 多圈弹簧管
Px
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3.2.1弹簧管式压力计
若被测压力大于外界大气压力，产生短轴变长，长轴变 短的弹性形变，使管子在弯曲方向上的刚度增大，自由端向 管子伸直的方向运动。对应的弧长守恒几何分析如下：
R1 R1' '
' ' R2 R2
' ' ' R2 两式相减 : R1 R2 R1 因为： R R R ' R ' 1 2 1 2
力发生部分和测量部分组成，它的精度等级有 0.02、0.05和0.2级，可用来校准0.25级精密压 力表，也可校准各种工业用压力表，被校压力 的最高值为60MPa。
第8章
压力及压差测量
任课教师：周生刚 E-Mail：zsgandyliu@
1
一、基本概念及意义
压力 压强 垂直作用于物体表面上的力。 垂直作用于单位面积物体表面上的力。 “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， 表压力可正可负，为负时其绝对值称为真空度。 意义：供水、供气、液压、轧制力、挤压力等
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3.1.2 单管式压力计
h2 A2 h1 A1 h2 A2 h1 A1
h2 A2 A2 h2 ) g ( 1)h2 A1 A1
h2 A2 A2 P g (h1 h2 ) g ( h2 ) g ( 1)h2 A1 A1
Px
Pd
h2
A1 、 A2 为常数，这样可通过一次读 数进行压差测量。当 A2/A1 很小时， h1可忽略，公式简化为：
max
0.016 100% 1.6% 1.0
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5.2 压力仪表的校验
就是将被校验压力表和标准压力表通以 相同压力，比较它们的指示数值，如果被校 表对于标准表的读数误差，不大于被校表规 定的最大准许绝对误差时，则认为被校表合 格。
50
5.2.1 常用的校验仪器 校验的标准仪器为活塞式压力计，它由压
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19
20
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
Px
Px
Px
平薄片
波纹片
膜盒
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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， 大多直接指示，灵敏度高，常用于测 量较低的压力（ 1.0-106Pa ）精度等 级1.5级。(p127) 迟滞性较大。
1、浮球式压力计内臵自动流量调节器，增、减 砝码后无须再作任何操作，即可得到精确的输 出压力； 2、工作时 浮球不下降，可连续稳定地输出精确 的压力信号； 3、浮球式压力计具有流量自行调节功能，其精 确度与操作者的技术水平无关；