压力测试技术共131页PPT资料
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概述
垂直作用在单位面积上的力称压力。 在国际单位制（SI）和我国法定计量单位 中，压力的单位是“帕斯卡”，简称 “帕”，符号为“Pa”。
1Pa1N /m 21m kg 2m s21kgm 1s2
即1N的力垂直均匀作用在1m2的面积上所 形成的压力值为1Pa。
过去采用的压力单位“工程大气压力” （kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、“毫米
一、U形管压力计
△P=P1－P2 =ρg(h1+h2)
提高工作液密度将 增加压力的测量范 围，但灵敏度要降
低。
静止液体的压力
流量孔板的压降
皮托管测速
测 速 管
压力测量在气固两相流中的应用
完整的压力测量系统
二、单管压力计
由于U形管压力计 需两次读取液面高度， 为使用方便，设计出 一次读取液面高度的 单管压力计。
弹性元件在弹性限度内受压后会产生 变形，变形大小与被测压力成正比关系。
弹簧管
➢ 截面为非圆形（椭圆 形或扁圆形），并弯 成圆弧状的空心管子
➢ 一端为封闭（自由 端），一端为开口 （固定端）
P12
0
E
R bh2(1b a2 2) k2
弹簧管压力表
结构简单，使用方便， 价格低廉，使用范围 Baidu Nhomakorabea，测量范围宽
因
4D2h2 4d2h1
则
h2
d2 D2
h1
故 pg(h1h2)g(1D d22)h2
由于 D>>d，所以 P =ρgh2
三、斜管微压计
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。
h1
A2 A1
l
h2 lsin
PB
g(h1
水“柱巴””（（mbmarH）2O、）“、“PS物I”理等大均气应压改”成（法at定m计）量、
单位帕。
1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa
1mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa
1atm = 1.01325×105Pa
1bar=105Pa
1PSI=6.89×103Pa
h2)
g( A1 A2
sin
)l
➢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。
3.1.2 弹性力平衡方法
用弹性传感器（又称弹性元件）组成的压 力测量仪表称为弹性式压力计。弹性元件受压 后产生的形变输出（力或位移），可以通过传 动机构直接带动指针指示压力（或压差），也 可以通过某种电气元件组成变送器，实现压力 （或压差）信号的远传。
电阻应变计测量特点
▪ ①测量方法简单，价格低廉； ▪ ②灵敏度高，测量应变的灵敏度可达l微应变，即等于10-6～mm／
mm，准确度可达1％～2％； ▪ ③频率响应好，可测量0～500 000 Hz的动态应变，惯性极小； ▪ ④测量应变范围大，量程宽； ▪ ⑤可在高温(800～1000℃)低温(-100～-270 ℃)高压液(高达上万个大
可测负压、微压、低 压、中压和高压
精 度 有 0.5 、 1.0 、 1.5 、 2.5等
➢弹性式压力计的误差
1．迟滞误差 相同压力下，同一弹性元件正反行程的变形量 不一样，产生迟滞误差。
2．后效误差 弹性元件的变形落后于被测压力的变化，引起 弹性后效误差。
3．间隙误差 仪表的各种活动部件之间有间隙，示值与弹性 元件的变形不可能完全对应，引起间隙误差。
气压)、高速旋转(几千转～几万转／分)强磁场、核幅射等特殊条件下 进行测量。 ▪ ⑥输出为电信号。可远距离传输信号或用计算机控制，也可用无线电 发报方式进行遥测。 ▪ ⑦用电阻应变计作为传感元件可制成各种传感器。用于测量力、压强、 扭矩、加速度等物理量，应用广泛，应用于传感器的精度可达0.05 ％—1％。电阻应变式压力传感器就是众多电阻应变计中的一种。
压力仪表的校验
校验就是将被校压力表和标准压力表通以相同压力，比较它 们的指示值，如果被校表对于标准表的读数误差不大于被校 表的最大允许绝对误差时，则认为被校表合格。 常用的校验仪表是活塞式压力计。
1-油杯； 2-针阀； 3-进油阀； 4-油缸； 5-活塞； 6-砝码； 7-托盘；
8-联接螺母； 9-导 管； 10-手摇油泵； 11-水平调节螺钉； 12-底盘
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， 在本专业中应用很广泛
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
采用水银或水为工作液，用U形管或单管进 行测量，常用于低压、负压或压力差的检测
被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、 风道各段压力、通风空调系统各段压力的测 量
4．摩擦误差 仪表的活动部件运动时，相互间存在摩擦力， 产生摩擦误差。
5．温度误差 环境温度的变化会引起金属材料弹性模量的变 化，造成温度误差。
➢弹性式压力计误差的改善途径
1．用无迟滞误差或迟滞误差极小的“全弹性”材料和 温度误差很小的“恒弹性”材料制造弹性元件。 2．采用新的转换技术，减少或取消中间传动机构，以 减少间隙误差和磨擦误差。 3．限制弹性元件的位移量，采用无干磨擦的弹性支承 或磁悬浮支承等。 4．采用合适的制造工艺，使材料的优良性能得到充分 的发挥。
压力表示方式
绝对压力 PJ 大气压力 PD 表压力 PB
PB= PJ －PD 真空度 PZ（负压）
PZ＝ PD－ PJ
压力测量方法
▪ 一、力学测量方法：液体压力平衡、弹性 力平衡
▪ 二、电学测量方法：电位式、应变式、电 容式、电感式、电涡流、压电式、压阻式
3.1 压力的力学测量方法
3.1.1液体压力平衡
3.2 压力的电学测量方法
▪ 压力量的电测系统
▪ 1.传感器；2.测量回路；3.记录或显示器
3.3 电阻应变式压力传感器
▪ 电阻应变测量系统 ①电阻应变计——传感元件； ②电阻应变仪——转换部分，它将构件表面
的应变转换为电阻值的相对变化，并将应 变计电阻的相对变化(以电桥转换的方式)转 换成电压或电流信号。 ③记录仪器——记录电阻应变仪的输出。
垂直作用在单位面积上的力称压力。 在国际单位制（SI）和我国法定计量单位 中，压力的单位是“帕斯卡”，简称 “帕”，符号为“Pa”。
1Pa1N /m 21m kg 2m s21kgm 1s2
即1N的力垂直均匀作用在1m2的面积上所 形成的压力值为1Pa。
过去采用的压力单位“工程大气压力” （kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、“毫米
一、U形管压力计
△P=P1－P2 =ρg(h1+h2)
提高工作液密度将 增加压力的测量范 围，但灵敏度要降
低。
静止液体的压力
流量孔板的压降
皮托管测速
测 速 管
压力测量在气固两相流中的应用
完整的压力测量系统
二、单管压力计
由于U形管压力计 需两次读取液面高度， 为使用方便，设计出 一次读取液面高度的 单管压力计。
弹性元件在弹性限度内受压后会产生 变形，变形大小与被测压力成正比关系。
弹簧管
➢ 截面为非圆形（椭圆 形或扁圆形），并弯 成圆弧状的空心管子
➢ 一端为封闭（自由 端），一端为开口 （固定端）
P12
0
E
R bh2(1b a2 2) k2
弹簧管压力表
结构简单，使用方便， 价格低廉，使用范围 Baidu Nhomakorabea，测量范围宽
因
4D2h2 4d2h1
则
h2
d2 D2
h1
故 pg(h1h2)g(1D d22)h2
由于 D>>d，所以 P =ρgh2
三、斜管微压计
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。
h1
A2 A1
l
h2 lsin
PB
g(h1
水“柱巴””（（mbmarH）2O、）“、“PS物I”理等大均气应压改”成（法at定m计）量、
单位帕。
1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa
1mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa
1atm = 1.01325×105Pa
1bar=105Pa
1PSI=6.89×103Pa
h2)
g( A1 A2
sin
)l
➢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。
3.1.2 弹性力平衡方法
用弹性传感器（又称弹性元件）组成的压 力测量仪表称为弹性式压力计。弹性元件受压 后产生的形变输出（力或位移），可以通过传 动机构直接带动指针指示压力（或压差），也 可以通过某种电气元件组成变送器，实现压力 （或压差）信号的远传。
电阻应变计测量特点
▪ ①测量方法简单，价格低廉； ▪ ②灵敏度高，测量应变的灵敏度可达l微应变，即等于10-6～mm／
mm，准确度可达1％～2％； ▪ ③频率响应好，可测量0～500 000 Hz的动态应变，惯性极小； ▪ ④测量应变范围大，量程宽； ▪ ⑤可在高温(800～1000℃)低温(-100～-270 ℃)高压液(高达上万个大
可测负压、微压、低 压、中压和高压
精 度 有 0.5 、 1.0 、 1.5 、 2.5等
➢弹性式压力计的误差
1．迟滞误差 相同压力下，同一弹性元件正反行程的变形量 不一样，产生迟滞误差。
2．后效误差 弹性元件的变形落后于被测压力的变化，引起 弹性后效误差。
3．间隙误差 仪表的各种活动部件之间有间隙，示值与弹性 元件的变形不可能完全对应，引起间隙误差。
气压)、高速旋转(几千转～几万转／分)强磁场、核幅射等特殊条件下 进行测量。 ▪ ⑥输出为电信号。可远距离传输信号或用计算机控制，也可用无线电 发报方式进行遥测。 ▪ ⑦用电阻应变计作为传感元件可制成各种传感器。用于测量力、压强、 扭矩、加速度等物理量，应用广泛，应用于传感器的精度可达0.05 ％—1％。电阻应变式压力传感器就是众多电阻应变计中的一种。
压力仪表的校验
校验就是将被校压力表和标准压力表通以相同压力，比较它 们的指示值，如果被校表对于标准表的读数误差不大于被校 表的最大允许绝对误差时，则认为被校表合格。 常用的校验仪表是活塞式压力计。
1-油杯； 2-针阀； 3-进油阀； 4-油缸； 5-活塞； 6-砝码； 7-托盘；
8-联接螺母； 9-导 管； 10-手摇油泵； 11-水平调节螺钉； 12-底盘
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， 在本专业中应用很广泛
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
采用水银或水为工作液，用U形管或单管进 行测量，常用于低压、负压或压力差的检测
被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、 风道各段压力、通风空调系统各段压力的测 量
4．摩擦误差 仪表的活动部件运动时，相互间存在摩擦力， 产生摩擦误差。
5．温度误差 环境温度的变化会引起金属材料弹性模量的变 化，造成温度误差。
➢弹性式压力计误差的改善途径
1．用无迟滞误差或迟滞误差极小的“全弹性”材料和 温度误差很小的“恒弹性”材料制造弹性元件。 2．采用新的转换技术，减少或取消中间传动机构，以 减少间隙误差和磨擦误差。 3．限制弹性元件的位移量，采用无干磨擦的弹性支承 或磁悬浮支承等。 4．采用合适的制造工艺，使材料的优良性能得到充分 的发挥。
压力表示方式
绝对压力 PJ 大气压力 PD 表压力 PB
PB= PJ －PD 真空度 PZ（负压）
PZ＝ PD－ PJ
压力测量方法
▪ 一、力学测量方法：液体压力平衡、弹性 力平衡
▪ 二、电学测量方法：电位式、应变式、电 容式、电感式、电涡流、压电式、压阻式
3.1 压力的力学测量方法
3.1.1液体压力平衡
3.2 压力的电学测量方法
▪ 压力量的电测系统
▪ 1.传感器；2.测量回路；3.记录或显示器
3.3 电阻应变式压力传感器
▪ 电阻应变测量系统 ①电阻应变计——传感元件； ②电阻应变仪——转换部分，它将构件表面
的应变转换为电阻值的相对变化，并将应 变计电阻的相对变化(以电桥转换的方式)转 换成电压或电流信号。 ③记录仪器——记录电阻应变仪的输出。