测量技术第三章压力检测
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液柱式压力计的测量范围可由10Pa到200~300KPa, 因而主要应用于微压或稍高于大气压的测量中。
为了满足不同要求的测量, 液柱式压力计的工作液体 常用水银、水、酒精、甲苯等, 对它们的要求是: 物理、化 学性能稳定, 不易挥发, 密度不变, 另外最好不与玻璃吸附, 以保证准确地读数。
液柱式压力计还有一些附加误差, 如温度及当地重力 加速度为非标准值时都要产生附加误差。
1.U形管压力计 一般用于测量气体的压差。一端用软管 与被测气体相通，另一端通大气。测量压 差时，U 形管两端均用软管通所测部位气 体。读数时，水和酒精应从凹面谷算起， 水银应从凸面顶峰算起。
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轮机工程测试技术
2.水银大气压力计 使用时应调整螺钉使容器内水银面刚好接触 象牙针尖。移动游标，读出水银液柱的精确高 度，即可求得当时的大气压力。但环境温度、 重力加速度等的变化会使标尺和工作液密度发 生变化，影响测量精度，故应对液柱高度进行 修正。
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第三章 压力检测
工程上习惯把压强称为压力，通过测量所得的压力有绝对压力、表压 力之分。按压力变化的性质不同，通常可将其分为稳定的或缓慢变化的 压力( 如润滑系统的滑油压力、冷却系统的冷却水压力和大气压力等)和 迅速变化的压力(气缸内压力、进排气压力和高压油管中燃油压力等)。
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3-2 弹性测压仪表
一、弹性压力表 利用弹性元件弹性变形产生的弹力与被测压力产生的力相平衡，通过测
量其弹性元件的弹性形变来测量压力。常用的弹性元件有弹簧管、金属薄 膜和波纹管。
1、弹簧管式压力表 弹簧管式压力表结构简单、工作可靠、使用方便、测量范围广、读数直 接。因而在内燃机试验 中得到广泛使用。
管9，使低压波纹管9拉伸，由于推板4的移动，通过摆杆10使指针心轴6转 动，指示被测压力差。
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高压波纹管13左边的波纹管起
温度补偿用，其中有小孔与高压波
纹管13 相通。当温度变化引起高压
波纹管13和低压波纹管9中的填充液
体积变化时 ，可使多余或不足部分
的填充液通过小孔流进或流出，从
p l0 g s in 或 h ls in
可见：斜管微压计的刻度比U形压力计的刻度放大了1/sinα。
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4.贝兹微压计
p2
测量微小压力的较高测量精度的
仪表。测压范围可达4000Pa，读数
精度为1Pa。可用于测量低压、真空
度和压力差。
测量时，较高压力（p1）一端 与软管连接，较低压力（p2）一端 与升管上的压力接头连接。浮子下 端的玻璃刻度板随浮子上升，投影 仪将刻度的一段放大约20倍后显示 在具有游标的毛玻璃片上。刻度上 相邻两刻度线相差为1mm，用游标 尺读数的方法可精确读出1Pa的压 力。
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第三章的问题
1. 压力的检测方法有哪些？ 2. 常用液柱式测压仪表有哪些？ 3. 常用弹性测压仪表有哪些？ 4. 压力传感器有哪些？ 5. 何谓压电效应？压电晶片是如何连接的？ 6. 电阻应变片的种类有哪些？如何接电桥？ 7. 气缸的最高压力和平均压力如何测量？ 8. 压力表是如何标定的？
液柱式压力计在使用中还要注意安装垂直, 因基底倾斜 也会产生附加误差。
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原理：利用液柱对液柱底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过 液柱高度来反映被测压力的大小。
优点：结构简单，使用方便，有相当高的准确度 缺点：量程受液柱高度的限制，体积大，玻璃管
容易损坏及读数不方便
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根据弹簧管变形示意图可知，弹簧管受压所产生的角位移与压力成正 比,而该角位移经机械放大机构的放大，线性地转换为指针的偏转角。
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弹簧管式压力表可用于测量0.03~1000MPa的压力，精度等级在 0.25~2.5之间。弹簧管式压力表的误差主要来源于：
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3.斜管微压计
专供测量微小压力或压差的实验用仪表。测压范围:2Pa~2000Pa。 测量时，较高压力（p1）一端与 容器连接，较低压力（p2）一端 与斜管连接。
p p1 p2
(h1 h2)(0 )g
l( F2 sin)(0 )g
F1
由于容器截面积F1远大于斜管截面积F2，被测介质的密度ρ远小于工作液的 密度ρ0时，上式可简化为
测量压力的仪表，按信号原理不同，大致可分为三类：
液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度
机械式：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移 电气式：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等，
依据电量的大小实现压力的间接测量
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3-1 液柱式测压仪表
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压力检测方法 1.平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的
原理测量压力 2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压力或负压力作用
下产生的弹性变形来反映被测压力的大小 3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电感量等电量的变化
(1) 弹性元件的弹性滞后 (2) 温度对金属材料的弹性模量的影响 (3) 弹性元件的弹性衰退
2、薄膜式压力表
被测压力作用在金 属膜片上，使膜片向上 弯曲，通过传动机构使 指针在刻度盘上偏转。
一般测压范围在 3MPa以下，也可用于 真空度测量。
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3. 波纹管压力计 下图是采用双波纹管测量压差的双波纹管差压计的 结构示意图。
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1-连接轴；2-保护阀；3-阻尼环； 4-推板； 5-扭力管；6-心轴； 7-量程弹簧； 8-平衡阀； 9-低压波纹管； 10-摆杆； 11-阻尼阀； 12-中心基座； 13-高压波纹管； 14-填充液
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波纹管压力计工作原理： 当p1>p2时，高压波纹管13被压缩，填充液14经阻尼旁路流向低压波纹
为了满足不同要求的测量, 液柱式压力计的工作液体 常用水银、水、酒精、甲苯等, 对它们的要求是: 物理、化 学性能稳定, 不易挥发, 密度不变, 另外最好不与玻璃吸附, 以保证准确地读数。
液柱式压力计还有一些附加误差, 如温度及当地重力 加速度为非标准值时都要产生附加误差。
1.U形管压力计 一般用于测量气体的压差。一端用软管 与被测气体相通，另一端通大气。测量压 差时，U 形管两端均用软管通所测部位气 体。读数时，水和酒精应从凹面谷算起， 水银应从凸面顶峰算起。
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2.水银大气压力计 使用时应调整螺钉使容器内水银面刚好接触 象牙针尖。移动游标，读出水银液柱的精确高 度，即可求得当时的大气压力。但环境温度、 重力加速度等的变化会使标尺和工作液密度发 生变化，影响测量精度，故应对液柱高度进行 修正。
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第三章 压力检测
工程上习惯把压强称为压力，通过测量所得的压力有绝对压力、表压 力之分。按压力变化的性质不同，通常可将其分为稳定的或缓慢变化的 压力( 如润滑系统的滑油压力、冷却系统的冷却水压力和大气压力等)和 迅速变化的压力(气缸内压力、进排气压力和高压油管中燃油压力等)。
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3-2 弹性测压仪表
一、弹性压力表 利用弹性元件弹性变形产生的弹力与被测压力产生的力相平衡，通过测
量其弹性元件的弹性形变来测量压力。常用的弹性元件有弹簧管、金属薄 膜和波纹管。
1、弹簧管式压力表 弹簧管式压力表结构简单、工作可靠、使用方便、测量范围广、读数直 接。因而在内燃机试验 中得到广泛使用。
管9，使低压波纹管9拉伸，由于推板4的移动，通过摆杆10使指针心轴6转 动，指示被测压力差。
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高压波纹管13左边的波纹管起
温度补偿用，其中有小孔与高压波
纹管13 相通。当温度变化引起高压
波纹管13和低压波纹管9中的填充液
体积变化时 ，可使多余或不足部分
的填充液通过小孔流进或流出，从
p l0 g s in 或 h ls in
可见：斜管微压计的刻度比U形压力计的刻度放大了1/sinα。
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4.贝兹微压计
p2
测量微小压力的较高测量精度的
仪表。测压范围可达4000Pa，读数
精度为1Pa。可用于测量低压、真空
度和压力差。
测量时，较高压力（p1）一端 与软管连接，较低压力（p2）一端 与升管上的压力接头连接。浮子下 端的玻璃刻度板随浮子上升，投影 仪将刻度的一段放大约20倍后显示 在具有游标的毛玻璃片上。刻度上 相邻两刻度线相差为1mm，用游标 尺读数的方法可精确读出1Pa的压 力。
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第三章的问题
1. 压力的检测方法有哪些？ 2. 常用液柱式测压仪表有哪些？ 3. 常用弹性测压仪表有哪些？ 4. 压力传感器有哪些？ 5. 何谓压电效应？压电晶片是如何连接的？ 6. 电阻应变片的种类有哪些？如何接电桥？ 7. 气缸的最高压力和平均压力如何测量？ 8. 压力表是如何标定的？
液柱式压力计在使用中还要注意安装垂直, 因基底倾斜 也会产生附加误差。
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原理：利用液柱对液柱底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过 液柱高度来反映被测压力的大小。
优点：结构简单，使用方便，有相当高的准确度 缺点：量程受液柱高度的限制，体积大，玻璃管
容易损坏及读数不方便
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根据弹簧管变形示意图可知，弹簧管受压所产生的角位移与压力成正 比,而该角位移经机械放大机构的放大，线性地转换为指针的偏转角。
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弹簧管式压力表可用于测量0.03~1000MPa的压力，精度等级在 0.25~2.5之间。弹簧管式压力表的误差主要来源于：
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3.斜管微压计
专供测量微小压力或压差的实验用仪表。测压范围:2Pa~2000Pa。 测量时，较高压力（p1）一端与 容器连接，较低压力（p2）一端 与斜管连接。
p p1 p2
(h1 h2)(0 )g
l( F2 sin)(0 )g
F1
由于容器截面积F1远大于斜管截面积F2，被测介质的密度ρ远小于工作液的 密度ρ0时，上式可简化为
测量压力的仪表，按信号原理不同，大致可分为三类：
液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度
机械式：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移 电气式：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等，
依据电量的大小实现压力的间接测量
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3-1 液柱式测压仪表
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压力检测方法 1.平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的
原理测量压力 2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压力或负压力作用
下产生的弹性变形来反映被测压力的大小 3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电感量等电量的变化
(1) 弹性元件的弹性滞后 (2) 温度对金属材料的弹性模量的影响 (3) 弹性元件的弹性衰退
2、薄膜式压力表
被测压力作用在金 属膜片上，使膜片向上 弯曲，通过传动机构使 指针在刻度盘上偏转。
一般测压范围在 3MPa以下，也可用于 真空度测量。
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3. 波纹管压力计 下图是采用双波纹管测量压差的双波纹管差压计的 结构示意图。
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1-连接轴；2-保护阀；3-阻尼环； 4-推板； 5-扭力管；6-心轴； 7-量程弹簧； 8-平衡阀； 9-低压波纹管； 10-摆杆； 11-阻尼阀； 12-中心基座； 13-高压波纹管； 14-填充液
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波纹管压力计工作原理： 当p1>p2时，高压波纹管13被压缩，填充液14经阻尼旁路流向低压波纹