建筑环境测试技术之压力测量1PPT.ppt

第五章 压力测量 基本教学内容 压力的 基本概念 液柱式压力计 U型管压力计、单管压力计、斜管式微压计 弹性式压力计 弹簧管式、膜片（盒）式、波纹管式 电气式压力测量 电容式压力压差变送器、霍尔压力变送器、压电 式压力传感器、固体压阻式压力压差传感器 压力检测仪表的选择与校验 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 表压力可正可负，为负时其绝对值称为真空度。 第一节 概述 PJ PB PZ 一、基本概念 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（1.013e+5 Pa) ，“自来水压头是5公斤”，用的就是这个单位。 mmH2O， 9.81 Pa mmHg ，133 Pa 压力单位 二．压力测量仪表的分类 1．液柱式压力计 2．弹性式压力计 3．电气式压力计 4．活塞式压力计 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。 缺点：体积大，读数不方便，玻璃管易损坏。 二．单管式压力计 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很小时，h1可忽略，公式简化为： Pd Px 直管 h1 h2 三、斜管式微压计 P1 P2 斜管 h1 h2 L 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，将测量管倾斜放置。 四．液柱式压力计的测量误差及其修正 1．环境温度变化的影响及修正 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： 2. 重力加速度变化的影响及修正 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 3．毛细现象的影响 为了减少该误差，通常要求测量管的内径一般不小于10mm。 问题？ 斜管式微压计用水作介质，可以吗？ 液柱式压力计，水作工作介质，为了便于读数，在水中加入红墨水，可以吗？ 斜管式微压计，测量时看不到液柱，是怎么回事？ 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 常用弹性压力表： 弹簧管式 膜片（盒）式 波纹管式 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 Px Px Px 平薄片 波纹片 膜盒 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。 Px 3．弹簧管： 单圈弹簧管 多圈弹簧管 二．弹性元件及其特性 假设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。对应的几何分析如下： 弹簧管是怎样产生形变的呢？ 两式相减: 因为： 可得: R1 R2 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。 弹簧管压力计 弹簧管压力计 弹簧管压力计 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。 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，δ0.05—0.2，maxΔd=0.1mm。 特点：灵敏度高、精度高，精度可达0.2、0.25，稳定可靠。尤适用于测高静压微压差的场合。 由C1、C2可得 设测量膜片在Δp作用下的位移Δd，Δd=k1Δp。 1电容式压力压差变送器 2．霍尔压力变送器 （1）霍尔效应：把半导体单晶薄片置于磁场B中，如果在它的两个纵向面上通以一定大小的电流，则在晶体的两个横向端面之间出现电势UH，叫霍尔效应，产生的电势称为霍尔电势。 灵敏度常数 (2)霍尔电势的产生： 将固定在弹性元件上的霍尔片放置在一非均匀