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压力、压差测量仪表(pressure instrumentation) 3.1 概述 一、压力测量在工业生产中的作用 二、压力的概念及其表示方式 1.压力（即物理学中的压强）：工业生产过程中流体对单位面积上的垂直作用力。 P=F/S 2. 压力的表示方式 （1） 绝对压力：以完全真空作位零标准表示的压力Pa （2） 相对压力：以大气压P0作零标准表示的压力. 若相对压力大于零，一般称其为表压p 若相对压力小于零，一般称其为真空度pv 三、压力单位 标准单位：1Pa(帕斯卡）=1N/m2 常用单位：标准大气压 (atm) 1atm≈ 105Pa 工程大气压(at) 1at=1kgf/cm2≈ 105Pa 1at≈ 1atm 四、压力范围的划分 1.真空：1Torr=1mmHg 粗真空 10～760Torr 低真空 10～10-3Torr 高真空 10-3 ～10-8 Torr 超高真空10-8～10-12 Torr 极高真空 低于10-12 Torr 2. 压力： 微压：0～105 Pa(0～1at) 低压： 105～107 Pa(1～100at) 高压： 107～6×108Pa(100～ 6000at) 超高压：大于 6× 108Pa 3.2 液柱式压力计 liquid (column) manometer 1、工作原理：液柱高度产生的压力与被测压力相平衡的原理 2、液柱式压力计的特点：结构简单、使用方便、精度较高、价格低、量程小、可以测量较小的压力、负压、差压(P0.3MPa) ，信号不能远传。 3、U形管压力表 结构：U形管、刻度尺 参数：管径 d : 5～20mm 为了减少毛细现象取d≥10mm 常用的工作液（封液 ）：水、水银、酒精、四氯化氮等 3.3 弹性压力计 (elastic manometer ) 一、工作原理: 利用各种弹性元件弹性变形产生的弹性变形产生的弹性力与被测的力相平衡，通过测量弹性元件弹性变形量来测量压力 特点: 结构简单、价格便宜、使用方便、量程宽。 二、弹性元件 1、弹簧管spring-tube （波登管Bourdon Tub ） : 通入压力P后，它的自由端就会产生位移，位移量较小，增加自由端的位移量可以提高灵敏度。 2、弹性膜片(diaphragm) : 由金属或非金属弹性材料做成。 3、膜盒(diaphragm capsule): 两块金属膜片沿周边对焊起来。 4、波纹管(bellows): 周围为波纹状的 薄壁金属筒体，易于变形，位移较大。 膜片、膜盒、波纹管多用于微压、低压或负压的测量。弹簧管可用作高、中、低压及负压测量。 三、齿轮机构 1、齿轮机构的主要功能 （1）传动运动和动力 （2）变换运动方式 （3）变速 2、齿轮传动的速比 普通压力表用于测量对铜和铜墙铁壁合金无腐蚀性、无爆炸性、且不结晶，不沉淀的液体、气体、或液体的正压、负压。 ?电接点压力表测量对钢和铜合金不起腐蚀作用，无爆炸、非结晶、非凝固的液体、气体、蒸汽的正压、负压，并在压力达到预定值时发出信号或接通控制电路。 3、使用要求： 静载荷不应超过测量上限的3/4，动载荷不应超过上限的2 /3，不低于上限的1/4。 一般情况下应保证仪表经常工作在刻度尺的2/3附近，即可保证测量精度又能保证仪表的安全操作。 3.4 负荷式压力计 校验、标定压力表和压力传感器 标准压力发生器 根据流体静力学平衡原理和帕斯卡定律，利用压力作用在活塞上的力与砝码的重力相平衡的原理 3.5 电气式压力检测仪表 电气式压力检测方法一般是用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量的变化。 能实现压力－电量转换的压敏元件主要有压电材料、应变片和压阻元件。 1. 压电式压力传感器 压电效应原理：压电材料受压时会在其表面产生电荷，其电荷量与所受的压力成正比。 压电材料：单晶体、多晶体 特点：结构简单、紧凑，小巧轻便，工作可靠，线性度好，频率响应高，量程范围广；只能用于测量脉冲压力；无需外加电源； 电阻式压力计 利用金属导体或半导体的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。 于压力、拉