压力的测量.ppt

P2 P1 一、液体式压力计 U形管 根据流体静力学原理 水、酒精和水银是常用的液体。 测量范围： 20 Pa to 140KPa 精度： 1%. 温度影响--------液体的膨胀 槽式压力计（Cistern manometer） H h d P1 P2 A2 A1 只需测量一边液面的变化 ? H d h x P1 P2 A2A1，可近似为： 起始液面没有压力差 倾斜式压力计（The inclined tube manometer ） 二、弹性式压力计（Diaphragms） 根据弹性元件受力变形原理并利用机械结构将变形量放大。 波顿管（Bourdon tubes） ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 提供做压力基准器 校准压力表：20Pa～ 2000kPa 三、负荷式压力计（force balance gauge） 基于静力平衡原理进行压力测量 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。 M：砝码质量 A：活塞有效面积 四、电测式压力测量仪表 利用金属或半导体的物理特性将压力转换为电压、电流信号或电荷信号输出，或是将弹性体的形变转换为电阻量、电容量、电感量、频率量等电学量输出。 类别：压电式、压阻式、应变式、电感式、电容式等。 精确度可达0.02级，测量范围从数十帕至700兆帕不等。 1、 电感式（磁阻式）弹性压力计 ( Reluctance diaphragm gauge ） 根据压力类型的不同可测绝对压力或差压。 2、电容式弹性压力计 式中，E为弹性膜片的弹性模量；u为材料的泊松比 7.2.3 真空测量 (vacuum measurement) 真空：小于大气压力的压力。即低于 1.013×105 Pa的压力。 工程应用中，常采用单位：托（torr）。 1mmHg=133.322Pa=1 torr 绝对压力越低，真空度越高。 真空划分(10-12~105) 粗真空 103～105Pa 低真空103～10-1Pa 高真空10-1～10-6Pa 超高真空10-6～10-12Pa 极高真空10-12Pa 现在真空技术在生产、科研中的用途愈来愈广，在整个真空范围内所采用的测量方法也是多种多样的。 按测量方法的原理来分可以分为： 基于力的作用原理：U形管，波登管式，波纹管式，膜片式； 基于压缩作用原理：麦氏真空计； 基于导热作用原理：电阻真空计，热电偶真空计； 基于电离作用原理：热阴极式，冷阴极式，放射性真空计。 最简单的真空计。 U形管中盛上水银, 一端接真空系统，另一端为大气。随着系统中真空度的升高，U形管真空侧的液面在大气作用下随之上升。 真空度p=pa-h，其中p为系统中真空度，pa为大气压值，h为两液面之差。 （1）液柱式真空计 （2） 压缩式真空计?? 玻义耳-马略特定律 对于一定质量的气体，在其温度保持不变时，它的压强和体积成反比。 PV=C（常数）（T不变时） 或 P1V1＝P2V2=…=PnVn 利用波义耳定律，将被测真空系统中一定的残余气体加以压缩，比较压缩前后体积、压力的变化，即能算出真空度。 麦克劳真空计 1874年由麦克劳研制，故命名为麦克劳真空计，简称麦氏计。 麦氏计是一种绝对真空计； 测量范围为1.3x103-1.3×10-8帕，精度高，可作为其它真空计的标准。 主要由毛细管A、毛细管B、玻璃泡、导液管、水银瓶构成。 毛细管A、玻璃泡及下面一段管子（到a-a面为止）的体积为V1。 玻璃泡和毛细管A中气体被压缩到毛细管A的顶部，其体积为V2。 根据波义耳定律: pV1=(p+h)V2 其中p为真空系统中压强。 （3）热导式真空计 热导式真空计是一种测量低真空的真空计。 原理：气体压强低于某一定值时，气体的导热系数K与P成正比。 ???????即：???? K= bP???????? b：比例常数 假设灯丝由导热损失的热量与加热电流I所产生的热量平衡时，灯丝温度不变。其平衡方程为： 其中: R为灯丝电阻； E1为气体分子迁移热量； E2为辐射迁移热量； E3为引出导线的迁移热量。 压力p减小使E1减小，则当I不变时，平衡方程将失去平衡，使灯丝温度变化。 根据测定气体热传导方法的不同，热导式真空计分为电阻真空计和热电偶真空计两种。 （a）电阻真空计 又称皮喇尼真空计 由电阻式规管和测量电路两部分组成。电阻规管内封装一只电阻温度系数较大的电阻丝，常