2压力测量
实验二 液体饱和蒸汽压的测定
实验二 液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的（1）明确液体饱和蒸汽压的定义，熟悉纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系，即克劳休斯—克拉贝农方程.(2）了解静态法测定液体饱和蒸汽压的原理。
（3）学习用图解法求解被测液体在试验温度范围内的平均摩尔蒸发焓与正常沸点。
二、实验原理: 1、热力学原理在远低于液体临界温度下，处于密闭的真空容器中的液体，一些动能较大的液体分子可从液相进入气相，而动能较小的蒸汽分子因碰撞而凝结成液相，当这两个过程的速度相等时，气液两相建立动态平衡，此时液面上的蒸汽压力就是该温度下该液体的饱和蒸汽压，简称为蒸汽压。
蒸发1mol 液体所吸收的热量称为该温度下液体的摩尔蒸发焓，用Δvap H ＊m 表示.纯液体的蒸气压随温度的变化而变化，当温度升高，分子运动加剧,更多的高动能分子由液相进入气相，因而蒸气压增大；反之，温度降低，则蒸气压减小.当蒸气压等于外界压力时，液体更沸腾，此时的温度称为沸点，所以，外压不同时，液体的沸点也不同，当外压为101.325kPa 时,液体的沸点称为该液体的正常沸点。
液体的饱和蒸气压与温度的关系用克劳休斯—克拉贝农方程式表示为 d lnp/dT=Δvap H ＊m /RT 2 （1） 式中，R 为摩尔气体常数;T 为热力学温度；Δvap H m 为在温度T 时纯液体的摩尔蒸发焓。
若在实验温度范围内将Δvap H m 视为常数,对式（1）积分的：lnp=-Δvap H m /RT+C （2)其中C 为积分常数。
可以看出，实验测量出液体在一系列温度之下的饱和蒸气压，以lnp 对1/T 作图,得一直线,直线的斜率为 vap m H R∆- 由斜率可求算液体的Δvap H m . 2、实验方法静态法是将待测物质放在一个密闭的系统中,在不同温度下直接测量其饱和蒸气压。
通常是用平衡管（又称等位计)进行测定.平衡管由一个球管与一个U形管连接而成(如图1（b）所示），待测物质置于球管A内，U形管中也放置被测液体，将平衡管和抽气系统、压力计连接，在一定温度下,当U形管中的液面在同一水平时(B,C处），表明U形管两臂液面上方的压力相等，即AB段的蒸气压与C到压力计的压力相等，记下此时的温度和压力,则压力计的示值就是该温度下液体的饱和蒸气压，或者说，所测温度就是该压力下的沸点。
压力表强制检定范围 (2)
一、压力表强制检定范围压力表属于计量器具，对计量器具的强制检定源于1985年9月6日公布的《中华人民共和国计量法》。
该法第九条第一款规定：县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具，部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具，实行强制检定。
未按照规定申请检定或者检定不合格的，不得使用。
实行强制检定的工作计量器具的目录和管理办法，由国务院制定。
国务院1987年4月15日发布的《中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法》和国家计量局1987 年5 月28 日发布的《中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录》，都规定将用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的压力表实施强制检定，包括压力表、风压表和氧气表。
1991年8月6日，国家技术监督局发布《强制检定的工作计量器具实施检定的有关规定（试行）》，对压力表（含压力表、风压表和氧气表）强制检定范围做了明确的规定。
1、用于安全防护的压力表需强制检定。
包括以下7类：a、锅炉主气缸和给水压力部位的测量；b、固定式空压机风仓及总管压力的测量；c、发电机、气轮机油压及机车压力的测量；d、医用高压灭菌器、高压锅压力的测量；e、带报警装置压力的测量；f、密封增压容器压力的测量；g、有害、有毒、腐蚀性严重介质压力的测量。
(如：弹簧管压力表、电远传和电接点压力表) 。
2、用于安全防护的风压表需强制检定。
即：矿井中巷道风压、风速的测量。
(如：矿用风压表、矿用风速表) 。
3、用于安全防护的氧气表需强制检定。
包括以下2类：a、在灌装氧气瓶过程中氧气监控压力的测量；b、在工艺过程中易爆、影响安全的氧气压力的测量。
4、用于医疗卫生的氧气表需强制检定。
即医院输氧用浮标式氧气吸入器和供氧装置上氧气压力的测量。
由此可知，共有3种11类压力表需要强制检定，不是所有压力表都必须强制检定。
西安安森ANCN CD-2xx系列数字压力表使用说明书
西安安森智能仪器有限公司
TEL: 400-005-8656
~ 14 ~
ACD-2xx 用户手册
ANCN
目录
1．概述....................................................................................................................................................................... 1 执行相关标准..................................................................................................................................................... 1 产品型号及定义................................................................................................................................................. 1
12．订货须知
a. 订货时，用户需要提供详细技术参数，如压力测量范围、准确度要求、输出信号种类和特殊要求等等， 以便选择更合适自己要求的数字仪表。
b. 详细选型方式请查阅公司最新选型样本或登陆公司网站进行选型。
13．开箱检查
a. 收到产品后请及时进行检查，检查项目有：外部包装是否完整，依据随机附带的装箱单核对箱内物品 数量，仪表型号、规格以及随机配件，检查仪表及配件的完整性。
压力表的选择
压力表1、量程：压力表的量程一般为工作压力的1．5～3倍，最好取2倍，根据设备的压力等级和实际工作需要来确定精度。
2、精度等级：压力表的精度等级是以它的允许误差占表盘刻度值的百分数来划分的,其精度等级数越大允许误差占表盘刻度极限值越大。
压力表的量程越大,同样精度等级的压力表,它测得压力值的绝对值允许误差越大。
1.6级代表误差为满量程的±1.6%压力容器行业里是工作压力<1.6MPa时不低于2.5级，≥1.6MPa时不低于1.6级，依据是《固定式压力容器安全技术监察规程》。
3、测量范围的选择：1 测量稳定的压力时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1/3一2/3,2 测量脉动压力(如:泵、压缩机和风机等出口处压力)时，正常操作压力值应在仪表测量范围上限值的1/3~1/23 测量高、中压力(大于4MPa)时，正常操作压力值不应超过仪表测量范围上限值的1/24、外型尺寸的选择1 在管道和设备上安装的压力表，表盘直径为中l00mm或中150mm。
2 在仪表气动管路及其辅助设备上安装的压力表，表盘直径为小60mm。
3 安装在照度较低、位置较高或示值不易观测场合的压力表，表盘直径为中150mm 或中200mm 。
压力表的精度等级分为:1.0级;1.6级;2.5级;4.0级,各等级仪表的外壳公称直径应符合下表的规定：外壳公称直径 (mm)精确度等级40;602.5;4.01001.6;2.5150;200;2501.0;1.6压力表的选择单位及标度(刻度)压力仪表一律使用法定计量单位。
即:帕(Pa)、千帕(kPa)和兆帕(MPa)o对于涉外设计项目，可以采用国际通用标准或相应的国家标准。
在执行本规定时，尚应符合国家现行有关标准的规定。
按照使用环境和测量介质的性质选择1 在大气腐蚀性较强、粉尘较多和易喷淋液体等环境恶劣的场合，应根据环境条件，选择合适的外壳材料及防护等级。
2 对一般介质的测量(1) 压力在一40kPa- 0 一十40kPa时，宜选用膜盒压力表。
实验二压力表——热工测量实验
实验二：弹簧管压力表和压力变送器的校验一、实验目的（1）通过本实验了解各种测压仪表的结构和工作原理。
(2 ) 学习弹簧管压力表的校验方法。
（3）掌握压力标准器----活塞式压力计的使用方法。
二、实验内容校验工业用压力表和压力变送器。
三、仪器与设备0-1.0MPa（1.6级）工业压力表，活塞式压力计（0.05级），0-1.0MPa（0.4）标准弹簧管压力表，电流表，24V直流电源，砝码。
四、准备工作（1）了解各种弹簧管式压力表和液柱式压力计。
图1 校验被校压力表和压力变送器图图2 标准弹簧管压力表校验一般压力表图三实验原理用活塞式压力计校验压力表，依据连通管原理，液体在连通管内的压力处处相等。
活塞式压力计用直接作用在已知活塞面积上的砝码重力来平衡被测压力，从已知活塞面积和砝码重量，既可求得被测压力值。
四校验方法和步骤（1）利用调整螺钉来校准活塞式压力计水平，使气泡水平仪的气泡位于中间位置。
（2）给活塞式压力计充变压器油，装上被校压力表和压力传感器后进行排气。
关闭通活塞盘的切断阀，打开油杯进油阀，逆时针旋转油泵的手轮，将油吸入油泵内。
再顺时针旋转手轮，将油压入油杯。
观察是否有小气泡从油杯中升起，反复操作，直到不出现小气泡时，将手轮左旋到最大开处，关闭油杯内的进油阀。
打开被校压力表和压力传感器的切断阀。
注意切断阀不要打开太大，防止漏油。
另外开始校验前打开通活塞盘的切断阀。
（3）顺时针旋转油泵的手轮，使油压力逐渐上升至0.1MPa，如果使用砝码，在砝码盘上加上相应压力的砝码，使油压力上升直到砝码盘逐渐抬起，到规定高度（活塞杆上有标志线）时停止加压，轻轻转动活塞盘，读取被测压力表的指示值。
增加砝码时，应不断转动手轮，以免底盘下降。
（4）继续加压到0.2MPa，0.3MPa，0.4MPa，0.5MPa压力校验点，重复上述操作，直到满量程为止。
（5）逐渐减压，按上述步骤作下行程校验，记录被校验压力表和压力变送器的示值。
压力测量仪表原理及结构
压力表工作原理及结构用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表,又称压力表或压力计。
垂直均匀地作用于单位面积上的力称为压力，又称压强.压力表可以指示、记录压力值并可附加报警或控制装置.仪表所测压力包括绝对压力、大气压力、正压力（习惯上称表压）、负压（习惯上称真空）和差压。
图1各种压力间的关系表示各种压力间的关系。
工程技术上所测量的多为表压。
压力的国际单位为帕（Pa）。
压力的其他单位还有:工程大气压（kgf/cm2)、巴(bar)、毫米水柱（mmH2O)、毫米汞柱（mmHg）(即托)等。
压力是工业生产中的重要参数。
如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。
在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。
此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。
弹性式压力测量仪表利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表.弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。
这类仪表的特点是结构简单，结实耐用,测量范围宽(—0。
1～1500兆帕),是压力测量仪表中应用最多的一种。
一、压力表1。
1、压力表的工作原理弹簧管压力表又称为波登管压力表。
压力表中的弹簧的自由端是封闭的，它通过拉杆带动扇形齿轮转动。
测压时，弹簧管在被测压力作用下产生变形，因而弹簧管自由端产生位移，位移量与被测压力的大小成正比，使指针偏转，在度盘上指示出压力值。
如果表壳内通有大气，压力表测出的压力为正压或负压;如果将表壳密封并抽真空，压力表测出的压力就是绝对压力。
弹簧管压力表带有隔离装置时,尚可测量温度较高或腐蚀性、粘稠状、易结晶和粉尘状介质的压力.在精确度较高（如0。
25级以上）的弹性式压力测量仪表中，弹性元件多用恒弹性合金以至石英玻璃制成。
热能与动力工程测试技术(第2版)教学配套课件严兆大主编第六章压力测量
1.L形总压管
L形总压管的结构如图6-17所示，它制造简单，安 装和使用比较方便，且支杆对测量结果的影响较 小，是最常见的总压管。其缺点是不敏感偏流角αp 比较小，一般为±10°～±15°。
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2.圆柱形总压管
圆柱形总压管的结构如图6-18所示，它的最大优点 是可以做成很小的尺寸，且工艺性能好、使用方 便，但其不敏感偏流角也较小。
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3.带导流套的总压管
图6-17 L形总压管的结构 07236-05A
3.带导流套的总压管
图6-18 圆柱形总压管的结构 07236-05A
3.带导流套的总压管
图6-19 带导流套的总压管 07236-05A
4.多点总压管
图6-20 梳状总压管 a) 凸嘴型 b) 凹窝型 c) 带套型 07236-05A
四、典型测压传感器
图6-11 石英晶体压电传感器结构 a) 普通型 b)与火花塞做成一体的石英晶体压电传感器
1—弹性膜片 2—传力件 3—底座 4—石英片 5—玻璃导管 6—胶玻 璃导管 7—引出导线接头 8—导
电环 9—金属箔 10—火花塞 11—传感器
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1. 石英晶体压电传感器
二、动态标定
图6-28 激波管内的工作过程 a)压力传播过程 b)压力—时间图 07236-05A
二、动态标定
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图6-29 激波管标定系统传 感器的输出曲线U=f(t)
第五节 压力测量系统的动态特性
一、容腔效应 二、传输管道的数学模型和频率特性
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一、容腔效应
在动态压力测量系统中，压力传感器是按动态参数测量的要求设计制 造的，它的固有频率很高，响应也很快，但由于测压元件前的空腔和 导压管的存在，必然导致压力信号的幅值衰减和相位滞后，这种效应 称为动态压力测量的容腔效应。
压力表检测规程及方法
压力表检测规程及方法一、压力表的准确度等级和最大允许基本误差应符合精度等级。
1,压力表的回程差不应超过最大允许基本误差的绝对值。
2,压力表在轻敲表壳后,其指针值变动量不得超过最大允许基本误差绝对值的1/2。
3,有零值限制钉的压力表,其指针应紧靠在限制钉上“缩格”不得超过最大允许基本误差的绝对值。
4,无零值限制钉的压力表与压力真空表,其指针需在零值分度线宽度范围内,零值分度线宽度范围内,零值分度线宽度不得超过最大允许基本误差绝对值的2倍。
5,标准压力表有那些精度等级?目前共分为四个精度等级:0,16级,0,25级,0,4级,0,6级。
6,怎样选用标准压力表?1,对量程的选择:标准压力表的使用一般不得超过测量上限的75%(即全量程的3/4刻度处)标准压力表的测量上限应比被检表的测量上限高1/3。
2,对精度等级的选择:按检定规程中规定:“标准器基本误差绝对值,不应超过被检压力表的基本误差绝对值,不应超过被检压力表基本误差绝对值的1/3。
也就是说,标准表的精度应高于被检表的3倍,标准表的级数应小于被检表的1/3。
7,被检表误差成比例地增加或减少应如何调整?主要是传动比有了变化而产生的,只要移动一下示值调节螺钉就能解决。
被检表误差逐渐增大时,将示值调节螺钉往右(下)移,扩大扇形齿轮1短臂的臂长,将传动比调底。
被检表误差逐渐减小时应将示值调节螺钉往左(上)移,缩小扇形齿轮短臂臂长,将传动比调高。
(即:螺钉往右(下)移指针走得慢,示值调节钉往(上)移,指针走得快。
)9、指针不动或很少移动是什么原因?(1)、校验器阀门未打开,或油杯控制阀未施紧,以及某接头处有漏油等情况存在。
(2)、校验器丝杆顶端的橡胶皮碗损坏或弹簧管严重漏油。
(3)、校验器接头密封垫圈的中心孔闷死介质无法传入压力表内。
(4)、校验器油杯内介质太脏,通道内淤塞或弹簧管内有积物堵住。
(5)机件卡住或口齿合齿滑牙,以及某紧固螺钉松动等。
(6)、指针松动,指针尖端或尾部与度盘相碰。
化工仪表检测技术第2章压力检测
第二节
弹性式压力计
定义
弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件， 在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后 产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。 具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢 固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的 精度等优点。 可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力。
优点
11
第二节 弹性式压力计
2
概述
在化工生产中, 压力是指由气体或液体均匀垂直地 作用于单位面积上的力。
在工业生产过程中,压力往往是重要的操作参数之一。 压力的检测与控制,对保证生产过程正常进行,达到 高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。
3
第一节
压力单位及测压仪表
一. 压力的单位及压力的表示方法
F S 式中，p表示压力；F表示垂直作用力；S表示受力面积。 p
23
第四节 智能式变送器
③具有温度、静压的自动补偿功能,在检测温度时,可 对非线性进行自动校正。
④具有数字、模拟两种输出方式,能够实现双向数据通 讯,可以与现场总线网络和上位计算机相连。 ⑤可以进行远程通讯,通过现场通讯器,使变送器具有 自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功 能,简化了调整、校准与维护过程,使维护和使用都 十分方便。
8
第一节 压力单位及测压仪表
2.弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。
弹簧管压力计
x x 波纹管压力计 x
膜式压力计
p
x
3.电气式压力计
p 平薄膜 p p 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管 p x
电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。 电容式 电阻式 电感式
实验二 液体饱和蒸汽压的测定
实验二液体饱和蒸汽压的测定一、实验目的与要求：对液体饱和蒸汽压与温度的关系作实验上的研究。
根据建立起的经验方程式，求算液体的平均摩尔汽化热。
二、预习要求：1、明确蒸气压、正常沸点、沸腾温度的含义；了解动态法测定蒸气压的基本原理。
2、了解真空泵、气压计的使用及注意事项。
3、了解如何检漏及实验操作时抽气、放气的控制。
三、实验原理：在封闭体系中，液体很快和它的蒸汽达到平衡。
这时的蒸汽的压力称为液体的饱和蒸汽压。
蒸发一摩尔液体需要吸收的热量，即为该温度下液体的摩尔汽化热。
它们的关系可用克拉贝龙～克劳修斯方程表示：(2－1)D H：摩尔汽化热(J·mol-1) R：气体常数(8.314J·mol-1·K-1)若温度改变的区间不大，D H可视为为常数(实际上D H与温度有关)。
积分上式得：(2－2)或 (2－3)常数，。
(3)式表明与有线性关系。
作图可得一直线，斜率为－B。
因此可得实验温度范围内液体的平均摩尔汽化热D H。
(2－4)当外压为101.325kPa(760mmHg)时，液体的蒸汽压与外压相等时的温度称为液体的正常沸点。
在图上，也可以求出液体的正常沸点。
液体饱和蒸汽压的测量方法主要有三种：1、静态法：在某一固定温度下直接测量饱和蒸汽的压力。
2、动态法：在不同外部压力下测定液体的沸点。
3、饱和气流法：在液体表面上通过干燥的气流，调节气流速度，使之能被液体的蒸汽所饱和，然后进行气体分析，计算液体的蒸汽压。
本实验利用第二种方法。
此法基于在沸点时液体的饱和蒸汽压与外压达到平衡。
只要测得在不同外压下的沸点，也就测得在这一温度下的饱和蒸汽压。
四、仪器和药品：液体饱和蒸汽测定仪1套抽气泵1台福廷式压力计1支加热电炉1个搅拌马达1台1/10°C温度计2支五、装置简介：图2--1中，平衡管由三个相连通的玻璃球构成，顶部与冷凝管相连。
冷凝管与U形压力计6和缓冲瓶7相接。
在缓冲瓶7和安全瓶11之间，接一活塞9，用来调节测量体系的压力。
石油工程测控基础-隋秀香 测 控 基 础(2)-2压力
因此，作用在主杠杆4上的合力（即测量力）为：
F＝F.1＋F.2＝P1A1－P 2 A 2＋P 2 A 2＝P 1 A 1
从上式可以看出，测量力F与被测绝对压力P1成正比， 而与大气压力无关，故测得的压力为绝对压力。不论大 气压怎样变化，大气压力对两波纹管的作用，总是互相 抵消的，这样补偿了由于大气压力变化而引起的测量误 差。
波纹管式 1--测量波纹管；2—测量室 3—推杆；4—螺帽；5—主杠杆 6—出轴膜片
气动压力变送器（续） （2）弹簧管式
测量中、高压（2.5～10MPa、10～60MPa）的敏感 元件一般采用铬钒钢制成的弹簧管，其测量部分的结构 原理如图所示。当被测压力P进入弹簧管内时，弹簧管 末端便产生一径向力，这个力经过拉杆传递到气动转换 部分的主杠杆上。
P R M
式中： ΔP — 气阻前后的压降；
M — 流过气阻的质量流量； R — 气阻值。
气动仪表基本元部件（续）
2．气容
凡是气体流过时，能储存或放出气体的气室称为 气容。气容在气动仪表中起缓冲、防止振荡的作用。 气容在数值上仿效电容的定义有：使气室内压力增加（或 减少）单位数值，所需要增加（或减少）的空气量。可表 示为
A2 l 2
则（6）式可写成 P出＝K1P (8) 式中K1 称为单杠杆压力变送器的放大系数，改变K1 就可改 变变送器的测量范围。
单杠杆压力变送器（续）
当变送器结构确定后，A1、A2、l1都是固定的，要 改变K1唯一可变的是l2。当l2变大（负反馈力矩变大） 时，则K1变小，在输出范围（0.02～0.1MPa）相同 时，量程就可以变大；反之，l2减小，K1值就增加， 量程就变小。当量程支点（即反馈波纹管的支点） 移到主杠杆的最上端时，l2增至最大，K1最小，变 送器达到它的最大量程。 要使这种变送器的最大和最小量程之比越大，主 杠杆就应越长。主杠杆过长，一方面影响变送器的 精度；另一方面使仪表体积变大。所以，单杠杆压 力变送器的最大和最小量程之比不能太大（一般为 6.25），这是它的缺点。为了提高量程的可变范围， 可以采用双杠杆压力变送器。
2动态压力测量技术
(2-15)
式中
——电阻片的电阻温度系数； t ——温度变化量。
at
由于 t 的存在，感受元件与粘贴上其的电阻片的 线膨胀系数不同而引起电阻变化量为：
( R R )2 K (1 2 ) t
（2——16）
式中
1 ——传感器感受元件的线膨胀系数；
2 ——电阻片材料的线膨胀系数；
U
（2－19） 当满足下列三个条件时，电阻片温度系数引起的 虚假应变 和片膨胀系数引起的虚假应变 相等。
t1 t2
4
( 1 t1 t 2 )
（1）所用的电阻应变片为同批制造，即它们的电阻温度 系数、线膨胀系数和灵敏度系数均相同，且初始值R相等； （2）工作片与补偿片均处于同一温度场； （3）工作片与补偿片应粘贴在同种材料上，即要 相同
四、压电式压力传感器
(与热工仪表类似) 1压电效应与压电材料 2压电压力传感器的结构 3压电传感器的温度补偿 4压电传感器的测量原理 5压电式压力传感器的特点
五、电感式压力传感器
(与热工仪表类似) 1电感式压力传感器的工作原理 2电感变换器的特性
六、静态与动态压力标定
第二章 动态压力测量技术
应用举例： 1动态压力测量可以发现火箭发动机燃烧室的压力是 否振荡，改变燃烧条件，经过反复的测量和对比可 以找出最好的燃烧方案。 2通过动态压力的测量可以发现热机如内燃机、空气 压缩机、制冷机、热泵、螺杆压缩机、透平压缩机 等内部的压力变化，以及吸排气的阻力损失等，同 时测得的压力－位移曲线又可绘制出示功图，从而 进一步分析热机循环过程的完善程度以及改进的途 径，提高热机的效率，以利于节约能源和开发新型 机器。
上的横向应变片 R 1 与纵向应变片 R 2 同时产生正 应变 1 与负应变 2 ，如图2—3所示，即电阻应 变片 R 1 受拉伸而 R 2 受压缩，连成如图2—4的电 桥电路。该电路不仅增加了仪器的输出，同时可 进行自温度补偿，此输出通过电缆引线与应变仪 的电桥盒相连接。为了提高力的传递效果，测压 膜片一般不做成平膜片，而是做成垂链膜片，用 它来增加应变筒的刚性，提高应变筒的自振频率， 这种柔软的膜片，将力传递给应变筒。
压力表 2
压力表1.1.1压力表的工作原理压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。
1.1.2压力表构造结构图溢流孔：若发生波登管爆裂的紧急情况的时候，内部压力将通过溢流孔向外界释放，防止玻璃面板的爆裂。
注：为了保持溢流孔的正常性能，需在表后面留出至少10mm的空间，不能改造或塞住溢流孔。
指针：除标准指针外，其他指针也是可选的。
玻璃面板：除标准玻璃外，其他特殊材质玻璃，如强化玻璃，无反射玻璃也是可选的。
性能分类：普通型（标准）、蒸汽用普通型（M）、耐热型（H）、耐振型（V）、蒸汽用耐振型（MV）耐热耐振型（HV）。
处理方式：禁油/禁水处理在制造时除去残留在接液部的水或油。
外装指定：壳体颜色除标准色以外，需特别注明。
节流阀（可选）：为了减小脉动压力，节流阀安装在压力入口处。
脉动压力：由于发生器中泵的脉动特性，使压力表的特诊曲线振幅较大。
这对压力表是非常有害的。
1.2压力表的类别压力表按其测量精确度：可分为精密压力表、一般压力表。
精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级0.05级；一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4. 0级。
压力表按其测量基准：压力表按其指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝对压力表不锈钢压力表、差压表。
一般压力表以大气压力为基准；绝压表以绝对压力零位为基准；差压表测量两个被测压力之差。
压力表按其测量范围：分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。
真空表用于测量小于大气压力的压力值；压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值；微压表用于测量小于60000 Pa的压力值；低压表用于测量0~6MPa压力值；中压表用于测量10~60MPa压力值；高压表用于测量100MPa以上压力值。
压力表按其显示方式：分为指针压力表，数字压力表。
压力表按其使用功能分：压力表按其使用功能不同可分为就地指示型压力表和带电信号控制型压力表。
化工仪表基础-第二章压力检测
具有高灵敏度、快速响应、抗干扰能力强等优点，但需要外 部电源供电。
压阻式压力传感器
利用半导体材料的压阻效应，将压力转换为电阻值变化进 行测量。
具有测量精度高、稳定性好、温度稳定性高等优点，但需 要外部电源供电。
电容式压力传感器
利用电容原理，将压力转换为电容值变化进行测量。 具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点，但需要外部电源供电。
压力检测仪表的选型与使用
选型原则
在选择压力检测仪表时，应考虑测量范围、精度、稳定性、 环境因素和安装条件等因素，以确保所选仪表能够满足实际 生产的需求。
使用注意事项
在使用压力检测仪表时，应注意定期校准和维护，避免超量 程使用，同时要关注仪表的安装和连接方式，确保其能够正 确、安全地工作。
02 压力检测仪表的工作原理
要意义。
航空航天中的压力检测
在航空航天领域，压力检测是保 证飞行安全的重要手段之一。
压力检测仪表用于测量飞机或航 天器内的气压和氧气压力等参数， 确保飞行过程中的安全和舒适。
航空航天中的压力检测仪表需要 具备高精度、高可靠性和抗干扰 能力，以确保在复杂的环境条件 下能够准确测量各种压力参数。
04 压力检测仪表的维护与校 准
在化工生产过程中，压力是重要的工 艺参数之一，对产品的质量和安全具 有重要影响，因此压力检测是化工生 产中必不可少的环节。
压力检测的原理与分类
压力检测原理
压力检测的原理主要是利用压力传感器的敏感元件，将压力信号转换为电信号 或气信号，再通过二次仪表或控制系统进行显示、记录和控制。
压力检测分类
根据测量原理和应用场合的不同，压力检测可以分为多种类型，如绝对压力、 表压、真空度等。
实验室中的压力检测
XC-E2WT 2路压力测量模块用户手册
2路压力测量模块XC-E2WT操作手册信捷科技电子有限公司目录1. 模块概述 (1)1-1.模块特点 (1)1-2.模块规格 (1)1-3.各部分名称及功能 (2)1-4.外形尺寸 (3)2. 模块的安装 (4)2-1.安装步骤 (4)2-2.安装环境 (5)2-3.安装要求 (6)2-4.端子排布线 (7)3. 模块的外部端子说明 (8)3-1.端子排布 (8)3-2.端子说明 (8)4. 模块的外部连接 (9)4-1.电源连接 (9)4-2.与压力传感器连接 (9)5. 称重系统组成 (10)6. 模块功能描述 (11)6-1.压力传感器介绍 (11)6-2.压力传感器的校正 (11)6-3.压力测量 (12)7. 模数转换图 (15)8. 编程举例 (16)1. 模块概述两路压力测量模块XC-E2WT 作为XC 系列PLC 的扩展模块，可用于检测0～10mV 的电压信号或采集压力传感器的电压信号，并将模拟量电压值通过A/D 转换成数字值并进行运算。
1-1.模块特点1-2.模块规格 模拟量输入范围 DC 0～10mV分辨率1/65535（16Bit ） 0～40mA 综合精确度0.8% 转换速度20ms/通道 电源DC24V ±10%，100mA 安装方式可用M3的螺丝固定或直接安装在DIN46277（宽35mm ）的导轨上 外形尺寸63mm×102mm×73.3mm 使用环境无腐蚀性气体 环境温度0℃~60℃ 保存环境温度-20~70℃ 环境湿度5~95% 保存环境湿度 5~95%●可采集两路压力传感器的模拟量电压信号 ●可检测0～10mV 的电压信号 ●16位的高精度A/D 转换 ● 最多可在PLC 主单元右边连接7台XC-E2WT 模块1-3.各部分名称及功能名称功能电源指示当电源接通时该指示灯亮模块型号该特殊功能模块的型号扩展口连接其他扩展模块输入端子排用于连接电压模拟量输入的端子，可拆卸DIN导轨挂钩用于直接安装模块，拆卸时拉下DIN导轨拉钩即可螺钉安装孔可以在安装孔里旋入螺钉(M3)来完成模块安装扩展电缆通过扩展电缆和PLC 扩展通讯口连接,完成数据传送1-4.外形尺寸模块的外形及尺寸请参照下图：(单位：mm)2. 模块的安装2-1.安装步骤1.检查安装检查特殊功能模块安装现场是否合适2. 安装准备为特殊模块的安装做好准备3. 安装模块将模块安装到PLC主单元右边4. 调试检查模块是否安装正确不要安装在以下环境中：2路压力测量模块XC-E2WT可以安装在PLC的主单元、扩展单元、扩展模块和特殊功能模块右边，其安装可以使用DIN46277导轨（宽35mm），或者直接用M3螺丝固定。
仪表自动化第二章习题： 压力检测
第二章 压力检测1.某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa ，测量误差不得大于1MPa 。
工艺上要求就地观察，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。
解 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa 。
由于 ，故被测压力的最小值不低于满量程的1/3，这是允许的。
另外，根据测量误差的要求，可算得允许误差为所以，精度等级为1.5级的仪表完全可以满足误差要求。
至此，可以确定，选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa ，精度等级为1.5级。
2. 如果某反应器最大压力为0.6MPa ，允许最大绝对误差为±0.02MPa 。
现用一台测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0～1.0MPa ，准确度为1.5级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。
解：对于测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表，允许的MPap p 562282max 1=⨯=⨯=%67.1%100601=⨯316025>最大绝对误差为1.6×1.5% = 0.024(MPa)因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的。
对于测量范围为0～1.0MPa，准确度亦为1.5级的压力表,允许的最大绝对误差为1.0×1.5% = 0.015(MPa)因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求,可以采用。
该例说明了选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值是不适宜的。
3. 工业压力计按敏感元件通常可以分为哪几种类型？试简述各种压力计的工作原理。
液柱式压力计、活塞式压力计；弹性式压力计：弹簧管式、薄膜式、波纹管式；电气式压力计：应变式、压电电阻式、电感式、电容式、霍尔式4. 试述压力计选型的主要内容及安装注意事项。
第二节压力检测及仪表
压力检测仪表的内容
一、压力单位及测压仪表 二、弹性式压力表 三、电气式压力表 四、压力变送器 五、压力表的选择与安装
一、压力单位及测压仪表
压力是指垂直作用在单位面积上的力
1. 去污：采用手 持砂轮工具除去构件 表面的油污、漆、锈
勇于开始，才能找到成功的路
斑等，并用细纱布交 叉打磨出细纹以增加 粘贴力 ，用浸有酒精 或丙酮的纱布片或脱 脂棉球擦洗。
2.贴片：在应
变片的表面和处理
过的粘贴表面上，
各涂一层均匀的粘
贴胶 ，用镊子将
应变片放上去，并
勇于开始，才能找到成功的路
三、电气式压力表
把压力信号转换成电信号输出，然后测量电信号的压 力表叫电气式压力表。
测量范围 7 10-5 Pa ~ 5102 MPa 允许误差0.2%
主要是介绍
压力传感器：霍尔式、应变片式、压阻式、 压力变送器：力平衡式、电容式、扩散 硅式
1、霍尔片式压力传感器
（1）霍尔效应
将通有电流的半导
体片放入磁场中，当磁 力线穿过半导体片时， 在半导体片的两端会产 生电动势。称此电动势 为霍尔电势，半导体片 叫霍尔片，此物理现象 叫霍尔效应。
电气式压力计
霍尔式 应变片式 扩散硅式
力平衡式 电容式 智能式
另外还可用测量范围分类 压力表、微压计、真空表。 用精度等级分类 精密表、标准表、工业用表
用安装及指示特点分类 基地式（现场）压力表、远传 压力表、 指示型压力表、记录 型压力表等。
1、液柱式压力计
根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱 高度进行测量。 结构形式：U型管压力计、单管压力计、斜管压力 计等。
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7
压力测量仪表的分类
4.活塞式压力计 它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转 换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。 优点 测量精度很高，允许误差可小到0.05%～0.02%。
缺点
结构较复杂，价格较贵。
8
二、液柱式压力计为压力测量信号。
电源、振荡
电容式差压变送器的结构可以有效地保护测量膜片，当差压过大并超
过允许测量范围时，测量膜片将平滑地贴靠在玻璃凹球面上，因此不易
42
损坏，过载后的恢复特性很好，这样大大提高了过载承受能力。
电感式压力传感器
电感式传感器是利用磁性材料和空气导磁率不同，压
力作用在膜片上靠膜片改变空气气隙大小，去改变固
则要求水平安放，然后校正压力计的零点，可移动刻度标尺。或
加注工作液体，使零位对好。
（2）被测压力不能超过压力计的测量范围．否则就会使工作液
体冲走，注意压力不能突然加大。
（3）由于工作液体在玻璃管内壁产生毛细现象、因此，一般应 按图所示的方法读取示数。 （4）若工作液体为水时可在水中加入一点红墨水或其它颜色， 便于观察。 （5）要定期进行检定，检定周期一般为二年。
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测量原理：通过转换元件把压力转换成电信号输 出，然后对电信号进行测量。
分类：主要有电容式、电感式和电阻式三种，另
外还有电磁感应、压阻效应、压电效应和光电效
应式
38
39
扩散硅杯式差压变送器
电容式压力变送器
电容式压力变送器是一种开环
检测仪表，具有结构简单、过
载能力强、可靠性好、测量精 度高等优点。
通过放大机构才能指示出来。
弹簧管自由端将随压力的增大而向外伸张。反之，若管内压力小 于管外压力，则自由端将随负压的增大而向内弯曲。利用弹簧管
不仅可以制成压力表，而且还可制成真空表或压力真空表。
单圈弹簧管在受压时，由于自由端的位移和转动力矩都较小，故 仅能制成指示型仪表。 而生产中有时需要用记录型仪表。为了能带动记录机构运动，就 需要弹簧管有足够长而制成多圈(一般为2~9圈)，这样就成了多 圈弹簧管压力表。
自由端角位移可达50o左右。
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波纹管式压力计
波纹管式压力计常用于低压或负压测量。 它采用带有弹簧的波纹管作为压力——位移转 换元件。可以构成各种形式的指示型或记录型 压力计，在气动显示记录仪表中得到广泛的应 用。
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电接点压力表
在油气生产过程中，常需要把压力控制在某一范围内。
即当压力低于或高于给定范围时，就会破坏正常工艺
用途
工业流程和实验中测量 压力、负压及压差
单管压力 计
压力基准仪器或压力测 量
斜管压力 计 补偿微压 计
微压（小于1.5kPa）测 量 微压（小于1.5kPa）基 准仪器
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（1）U形管压力计
△P=P1－P2 =ρg(h1+h2)
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提高工作液密度将 增加压力的测量范 围，但灵敏度要降 低。
U型管压力计特点
同．所测的压力各有不同，常把压力测量范围按阶段分类：
高真空(10-1Pa) 中真空(102~10-1Pa)
低真空(105~102Pa)
微压(5kPa以下) 低压 (5—1.6Mpa)
中压 (1.6-10Mpa)
高压 (10MPa以上) 。
5
压力测量仪表的分类
1.液柱式压力计 它根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进 行测量。 按其结构形式的不同 有U形管压力计、单管压力计等
较细肘管，使水柱从零位下降195mm。如果以
该值的2倍作为被测压力值，试确定由于没有读
取较粗肘管的水柱从零位的升高值而造成的测
量误差。
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解：
P P0 % 100% P0
P g 2h1
P0 g(h1 h 2 )
2 2
2 d1 h 2 2 h1 d2
d h d h 2
主要用于测量微小压力、负压和压差，它将单管液柱压力计的
测量管倾斜放置，这样可以提高灵敏度，减少读数相对误差。
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A2 h1 l A1 h 2 lsin A1 PB g(h1 h 2 ) g( sin )l A2
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倾斜角度越小，l越长，测量灵敏度就越高；但不 可太小，否则液柱易冲散，读数较困难，误差增大。 这种倾斜管液柱式压力计可以测量到0.98Pa的微压。 为了进一步提高微压计的精确度，应选用密度小的 酒精作为工作液体。
圆形等。
25
◇弹簧管的各种横截面图
扁圆形
椭圆形
半圆形
双圆形
8字形
厚壁扁圆形
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膜片、膜盒
弹性膜片是由金属或非金属做成的具有弹性的一张膜片，在压力
作用下能产生变形。
有时也可以由两块金属膜片沿周口对焊起来，成一薄壁盒子，称 为膜盒
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膜盒
膜片
波纹管
一个周围为波纹状的薄壁金属筒体 弹性元件易于变形而且位移可以很久，应用
32
多圈弹簧管压力计
多圈弹簧管在受压力作用时，由于自由端的位移和输
出力都很小，故仅适用于作指示型仪表。
而工业生产中有时需要记录型仪表记录压力的变化。 为了能带动记录机构运动，需要弹簧管有较大的位移。 最有效的手段就是采用多圈弹簧管，制成多圈弹簧管 压力计。
多圈弹簧管压力计，其弹簧管的圈数一般为2—9圈，
20
特点和要求
“零”位刻度在刻度标尺的下端； 倾斜管角度是可以根据生产需要用改变的 固定的斜管压力计的液面变化范围比单管压力 计的放大sin1 倍；
使用前须放置水平调好零位； 更换工作液时，其密度与原刻度标尺时的密度 要一致。
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液柱式压力计的使用
（1）U型管压力计或单管压力计都要求垂直安放，斜管压力计
液柱式压力计结构简单，价格低廉，在 ±105Pa测量范围内精度还是较高的。
常用来测量低压和负压。
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类型
U型管压 力计
结构特征
（1）墙挂式和台式两种 （2）读数误差较大，分两次读数 （3）高精度的带有读数放大镜，并 可进行温度补偿及重力补偿等 （1）台式，一次读数 （2）高精度的须考虑温度补偿及重 力补偿，游标读数，零位可调 （3）标度尺刻度包括了大容器液改 变的修正 （1）墙挂式和台式两种 （2）某些产品倾斜角可调 （3）精度0.5级以上带有读数放大镜 （1）台式 （2）用光学方法监视液面，用精密 丝杆调整液面，因而精确度可达 0.02%
优点
这类压力计结构简单、使用方便 其精度受工作液的毛细管作用、密度及视 差等因素的影响，测量范围较窄，一般用来测 量较低压力、真空度或压力差。
缺点
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压力测量仪表的分类
2.弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。 3.电气式压力计 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如 电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。
油气储运自动化 2 压力测量
压力的基本概念
垂直而均匀地作用在单位面积上的力
F S
式中 Ｐ——压力（Pa） Ｆ——均匀垂直作用力（N） Ｓ——受力面积（m2）
单位: 牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa” 1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa
2
压力的分类
在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。
条件，甚至可能发生危险。这时就应采用带有报警或 控制触点的压力表。 将普通弹簧管压力表稍加变化，便可成为电接点信号 压力表，它能在压力偏离给定范围时，及时发出信号，
以提醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力的自
动控制。
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压力表指针上有动触点2，表 盘上另有两根可调节指针，上面 分别有静触点1和4。当压力超过上 限给定数值时，2和4接触，红色信 号灯5的电路被接通，红灯发亮。 若压力低到下限给定数值时，2与1 接触，接通了绿色信号灯3的电路。 1、4的位置可根据需要灵活调节。
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三、弹性式压力计
定义 弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件， 在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后 产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。 具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢 固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的 精度等优点。 可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压 力。
优点
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1.弹性元件
图2-9 电接点信号压力表
1，4 —静触点；2 —动触 点；3 —绿灯；5 —红灯
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4、电气式压力计
定义 电气式压力计是一种能将压力转换成电信号进行 传输及显示的仪表。 1. 该仪表的测量范围较广，分别可测7×10-5Pa至 5×102MPa的压力，允许误差可至0.2％； 优点 2. 由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过 程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业 控制机联用。
电容式压力变送器，目前在工 业生产中应用非常广泛，其输 出信号也是标准4～ 20mADC电 流信号。 电容式压力变送器是先将压力
的变化转换为电容量的变化，
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然后进行测量的。
电容式测压原理
测量原理 采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可变电
容器的电容量，然后通过测量电容量C便可以知道被测
“零” 位刻度在刻度板中间，液柱高度须两次读数；
在使用之前，可以不调零，但在使用时应垂直安装；
测量准确度受读数精度和工作液体毛细管作用的影响，
绝对误差可达2毫米；