常用压力仪表工作原理

压力类仪表的工作原理

压力是工业生产过程中的重要参数之一。在许多生产过程中，要求系统只有在一定的压力条件下工作，才能达到预期效果，同时，压力也是监控安全生产的保证。因此，压力检测与控制是保证工业生产过程经济性和安全性的重要环节。

在物理学中，垂直作用在单位面积上的力称为压强，在工程上称为压力。如下式： S F

p

表示受力面积。表示垂直作用力；表示压力；式中，S F p

由于参照点不同，在工程技术中压力分为以下几种：

1.大气压：地球表面上的空气质量所产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。

2.差压（压差）：两个压力之间的相对差值。

3.绝对压力：绝对压力是相对零压力（绝对真空）而言的压力。

4.表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压>0。

5.负压（真空表压力）：和“表压力“相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压<0。 在工程上，按压力随时间的变化关系分为以下两类：

1、静态压力：一般理解为“不随时间变化的压力，或者是随时间变化较缓慢的压力，即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。

2、.动态压力：和“静态压力”相对应，“随时间快速变化的压力，即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”通常用1/2ρν2计算。式中ρ为流体密度；v 为流体运动速度。”

压力单位换算关系见下表：

牛顿/米2

(帕斯卡)

(N/m 2)(Pa)

公斤力/米2 (kgf/m 2) 公斤力/厘米2 (kgf/cm 2) 巴 (bar) 标准大气压 (atm) 毫米水柱 4o C (mmH 2O) 毫米水银柱 0o C (mmHg) 磅/英寸2

(lb/in 2,psi) 牛顿/米2

(帕斯卡)

(N/m 2)(Pa)

1 0.10197

2 10.1972×10-6 1×10-5 0.986923×10-5 0.101972 7.50062×10-

3 145.038×10-6 公斤力/米2

(kgf/m 2)

9.80665 1 1×10-4 9.80665×10-5 9.67841×10-5 1×10-8 0.0735559 0.00142233 公斤力/厘米2

(kgf/cm 2)

98.0665×103 1×104 1 0.980665 0.967841 10×103 735.559 14.2233 巴

(bar)

1×105 10197.2 1.01972 1 0.986923 10.1972×103 750.061 14.5038 标准大气压

(atm)

1.01325×105 1033

2.3 1.03323 1.01325 1 10.3323×103 760 14.6959 毫米水柱

4o C

(mmH 2O)

0.101972 1×10-8 1×10-4 9.80665×10-5 9.67841×10-5 1 73.5559×10-3 1.42233×10-3 毫米水银柱

0o C

(mmHg) 133.322 13.5951 0.00135951 0.00133322 0.00131579 13.5951 1 0.0193368

磅/英寸2

(lb/in 2,psi) 6.89476×103 703.072 0.0703072 0.0689476 0.0680462 703.072 51.7151 1

压力测量系统根据测量的原理，分为如下几类：

一、净重式。净重式压力计包括液柱式压力计和活塞式压力计；

1、1液柱式压力计是基于液体静力学的原理工作的，用于测量小于200KPa 以下的压力、负压或压差。常用的液柱式压力计有U型压力计，单管压力计和斜管压力计。根据所测压力的范围及使用要求，液柱式压力计一般采用水银、水、酒精、四氯化碳、甘油等为工作液。液柱式压力计既可用于工业测量、实验室仪器，也可作为标准压力计来检验其它压力仪表。

液柱高度和压力的换算关系：

P=ρgh N/m2

式中ρ——液体密度，kg/m3；

h——液体高度，m；

g——重力加速度，m/s2（标准重力加速度ρ=980.665cm/s2）。

液柱式压力计计算标尺的最小分格一般为1mm，较精密的分格有0.5mm。

U型管压力计液柱高度误差估计为±1mm，则其最大的绝对误差可能达2mm，其原因在于用U型压力计是要进行2次读数；单管压力计则读数误差可以减小一半，其原因是使用单管压力计时读数只需读一次。

在液柱式压力计中考虑封液在管内的毛细现象，因此细管内径不要小于6~10mm。液柱式压力计读数时，为了减少视差，须正确读取液面位置，如用浸润液体（如水）时须读其凹面的最低位，用非浸润液体（如水银）时须读其凸面的最高位。U型管压力计和单管压力计的结构形式如下：

单管压力计型压力计

使用单管压力计测量压力高于大气压的压力时，被测压力引入单管压力计的盅型容器中；当被测压力低于大气压时，压力引入单管压力计的单管中。

在精密压力测量时，一般采用直径较小的玻璃U 形管，工作液通常用酒精或甲苯，而不用水，因为水的毛细作用会造成大的测量误差。

1、2活塞式压力计

活塞式压力计是基于静压平衡的原理工作的，一般有单活塞和双活塞两种。活塞压力计根据其精度分为一等、二等、三等，精度等级误差分别为0.02级，0.05级，0.2级。活塞的有效面积一般取1cm 2、0.5cm 2或0.1cm 2。传压介质常用的有变压器油和蓖麻油。

活塞压力计的工作原理:

活塞压力计的结构原理如图所示，它由测量部份和压力发生部分组成， 工作时，手轮1向前转动，使工作

活塞2挤压油液，并把压力传递给测

量活塞4。当活塞4下端因压力P 作

用所产生的向上顶的力和活塞本