压力 仪器选型

第一节仪器选型

1 精密压力表

1.1精密压力表的特点

弹簧管式表是使用弹性敏感元件来测量压力的压力计量器具。精密压力表属于弹簧管压力表中的一种。弹簧管式压力表广泛应用于，工程、医疗、环境监测等各个方面。特点是结构简单，维护方便，价格便宜。

1.2精密压力表的选择。

在我国压力表生产中，为了管理和使用方便分别对其测量范围和准确度等级规定了相应的系列。

测量范围：1×10n MPa; 1.6×10n MPa; 2.5×10n MPa; 4×10n MPa; 6×10n MPa;(n为-1，0，1，2等)。

准确度等级：一般压力表：1级；1.6（1.5）级；2.5级；4级

精密压力表：0.06级；0.1级；0.16级；0.25级；0.4级；0.6级在选择标准器的过程中，应该看其准确度等级是否满足所开展项目的规程要求。同时弹簧管式压力表的准确度等级是指其引用误差，即我们通常所说的满量程精度。因此在选择时还应注意其量程是否合适。

这里以检定一般压力表为例。规程要求标准器的允许误差绝对值不大于被检压力表允许误差绝对值的1/4。那么我们检定量程为1MPa，等级为1.6级的一般压力表时，是不是应该选择同样量程为1MPa，等级为0.4级的精密压力表就可以了呢？答案是否定的，因为弹簧管的工作原理的原因，要求在压力表使用过程工作压力在其1/3～3/4处。这样规定是为了防止弹簧管长时间满负荷受压产生塑性形变。精密压力表作为标准器时候，在检测工作中经常满量程工作，会导致标准器寿命缩短。

至于如何选择合适精密压力表作为标准器。我们先来看一般压力表和精密压力表的允许误差。

表1-1

表1-2

我们继续以量程1MPa，等级为1.6级的一般压力表为例：其误差的1/4为0.004MPa。表1-2中任何一种允许误差小于0.004MPa量程大于1.6MPa都适合作为标准器。考虑到购买标准器价格问题，最佳选择应该为量程1.6MPa，等级0.25级的精密压力表。

选择精密压力表作为标准器时，由于压力表类计量器具只能进行压力测量。必须选择相应的压力源作为配套设备。压力源的选择参见第一章第四节。

2 数字压力计

2.1 数字压力计的特点

数字压力计是可以直接把测量的压力信号转换为可视数字显示的压力计量器具。通常以压力传感器为感压原件，然后将传感器信号经过处理转换为可视数字显示的压力值。由于其读数直观，操作简便，是目前最方便的压力计量器具。采用数字压力计作为标准器，可以大大提高检定工作效率。

2.2 数字类压力标准器的分类

目前使用数字压力计作为标准器，按照使用工能可以分为具有压力控制功能的数字压力计和只有压力测量功能的数字压力计。

在选择是应该注意，只有压力测量功能的数字压力计。需要选择合适的压力源作为配套设备。具有压力控制功能的数字压力计，通常不能更换工作介质。有时需要选择合适的介质隔离器，来完成不同的检测需求。压力源与介质隔离器的选择参见第一章第四节。

3 活塞式压力计

3.1活塞式压力计的特点

活塞式压力计是直接按照压力的定义公式（压力=力值/面积）制造的压力计量器具。活塞式压力计的活塞系统是由活塞杆、活塞筒组成的测压部件。由于其具有结构简单、性能稳定、准确度高且测量范围宽的特点，使得活塞式压力计应用广泛，在量值传递中占有非常重要的地位。

由于活塞的结构简单，活塞式压力计也目前压力计量器具中使用寿命最长的计量器具。很多活塞式压力计在使用20年后，其计量性能依然十分稳定。北京市计量检测科学院有一台前苏联生产的60MPa活塞压力计，多年来一直正常使用，计量性能良好。直到2008年，新规程JJ59-2007《活塞式压力计》执行，才停止使用。

3.2活塞式压力计的测量范围与标称范围

目前JJ59-2007《活塞式压力计》中活塞式压力计的测量范围与标称范围分开表述。压力在测量下限以下时，其允许误差是测量下限的相对误差。在测量下限以上时，其允许误差为实际压力值的相对误差。

举例说明一台准确度等级0.05，标称范围（0.1～6）MPa，测量范围（0.6～6）MPa 的活塞式压力计。其前误差如下：

用户在购买时应该注意区分，选择误差满足开展项目工作需要的活塞式压力计。

4液体压力计 4.1液体压力计的特点

液体压力计是利用液住自身重力与测量压力相平衡的原理（压力=密度×重力加速度×高度），进行压力测量的计量器具。由于目前各类感压原件对于微小压力的感应都存在技术困难。因此使得液体压力计在微小压力的测量方面有着不可替代的作用。常见的液体压力计有：补偿式微压计、倾斜式微压计、杯型压力计、U 型压力计等。 4.2液体压力计的修正

液体压力计在进行精密测量的过程中，必须进行修正，否则会带来很大的误差。举例说明：单位换算公式1mmH 2O=9.80554Pa 。这里1mmH 2O 的定义是指，1毫米水柱在，4摄氏度，标准重力加速度，1个标注大气压的情况下，产生的压力为9.80665帕斯卡。但是实验室的温度不可能达到4摄氏度，并且大气压与重力加速度也不可能在标准状态。因此我们在实验室环境下，在水介质液体压力计上看到的1毫米，并不等于1mmH 2O ，也不是9.80665Pa 。因此在使用液体压力计中需要进行修正。常见的修正公式为：

()ρρρ'-=1gh p

式中：ρ——实验室温度下液体密度，3m /kg ；

g ——实验室重力加速度，2

s /m ；

ρ'——实验室空气密度，3

m /kg ；（ρ'=1.185×10-2

×0p ，0p 为实验室大气压值）

h ——液位高度，m ； p ——测量压力，Pa 。

因此高精密液体压力计还应该配合液体密度表，重力加速度表，温度计，大气压计一起使用。 5压力传感器与压力变送器

压力传感器与压力变送器的功能都是把压力信号转化为另一种信号。因此许多用户不能区分这两种压力计量器具的区别。在实际检测过程中，压力变送器与压力传感器分别有着不同的计量检定规程。分别是JJ882-2004《压力变送器》、JJG860-1994《压力传感器（静态）》、JJG624-2005《动态压力传感器》。

虽然都是转换压力信号的计量器具，所不同的是压力变送器所输出的信号与压力变量之间有一给定的连续函数关系（通常为线性函数），而压力传感器所输出的信号只要与压力变量之间存在一定的规律即可。这个可能是任意的规律，并不一定是线性函数关系。也就是说