压力测量讲义
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压力检测及仪表培训讲义
2.4 压力计的选用及安装
1．测压点的选择
➢要选在被测介质直线流动的管段部分，不要选在 管路拐弯、分又、死角或其他易形成旋涡的地方
➢取压点与流动方向垂直，取压管内端面与生产设 备连接处的内壁保持平齐，不应有凸出物或毛刺
➢测量液体压力时，取压点应在管道的下部，使导 压管内不积存气体；测量气体压力时，取压点应 在管道上方，使导压管内不积存液体
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
根据国家标准取相邻大一级的系列值
2.4 压力计的选用及安装
3．仪表精度级的选取
仪表的精度主要是根据生产允许的最大测量误差来 确定，选择过高精度等级会造成不必要的浪费
在满足工艺要求的前提下，应尽可能选用精度较低 、价廉耐用的仪表 就地指示用弹性压力表，选用1.0、1.5或2.5级 压力变送器精度为0.2级～0.5级
第2章 压力检测及仪表
2.1 概述 2.2 弹性式压力计 2.3 电气式压力计
➢霍尔片式压力传感器 ➢压变片式压力传感器 ➢压阻式压力传感器 ➢力矩平衡式压力变送器 ➢电容式压力变送器
2.4 压力计的选用及安装
2.1 概述
压力是化工生产过程中重要的操作参数之一
➢高压聚乙烯
150MPa
➢合成氨
15Mpa或32Mpa
2.3 电气式压力计
2．工作过程
2.3 电气式压力计
压力测量的原理及应用PPT课件
（a）弹性膜片 （b）挠性膜片
2020/3/2
20
三、压力测量设备的原理
(2）膜片压力计
膜片是用金属或者非金属制成的圆形薄片；按工作 面形状分为：平膜片和波纹膜片。 常用的材料：锡锌青铜、磷青铜、铍青铜、高弹性 合金、恒弹性合金、碳素铜、不锈钢等。 膜片的厚度一般在0.05～0.3mm。 膜片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指 示，由于膜片的位移较小，灵敏度低，指示精度也 不高，一般为2.5级。 注：平膜片测量压力时位移很小，常用来测量高压 。波纹膜片常用来测量低压。
压力测 量的原理与应用
讲课人：郑 峰
2020/3/2
1
模块包：E19-E2-C-01
模块E19E2C01： 压力测量设备的结构、原理
模块E19E2C02： 压力测量设备的安装、调试
培训目标：通过本模块包的学习，学员能叙述压 力测量的概念、分类（压力表、压力开关、压力 变送器）；能正确进行设备安装调试。
24
三、压力测量设备的原理
（1）、电阻应变片式压力计
被测压力作用于弹性敏感元件上，使它产生变形，在其变形的 部位粘贴有电阻应变片，电阻应变片感受被测压力的变化，按 这种原理设计的传感器称为电阻应变片式压力传感器。
导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时，它的电阻值 也相应地发生变化，这一物理现象称为电阻应变效应。
挠性膜
0～106kPa
0～105kPa 0～103kPa
0～105 kPa
0～103kPa 0～102kPa
2020/3/2
15
二、压力测量设备的原理
(1)弹簧管压力计
1、中心轴，2、表盘，3、指针， 4、弹簧管，5、连杆，6、扇形齿轮
第五章压力测量ppt课件
PB
g(h1
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。
四、液柱式压力计的测量误差及其修正
为保证测量准确度：最小工作压力不应低于 满量程的1/3
优先满足最大工作压力条件
2. 仪表精度的选择
压力检测仪表的精度主要根据生产允许的 最大误差来确定，即要求实际被测压力允许的 最大绝对误差应小于仪表的基本误差。
3. 仪表类型的选择
从被测介质压力大小来考虑 被测介质的性质 对仪表输出信号的要求 使用的环境
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
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
第五章 压力测量
第一节 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”。
1 P a 1 N /m 2 1m k g 2 m s2 1 k g m 1 s 2
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。
1. 环境温度变化
ht0ht 1tt0
2. 重力加速度变化
g
gn
压力测量ppt课件
于是，气动放大器将摆杆的运动转换为输出气压的高低。
49
3 测量部分的工作原理
50
§7.5 压力和差压测量仪表的使用 压力（差压）测量系统由被测对象、取压口、导 压管、测量仪表组成。 压力测点位置的选择好坏，信号管（导压管）敷 设正确与否，对压力测量精度具有很大的影响。
1 测压仪表的选用原则 选择测压仪表时需考虑以下方面：
19
1.1构成 变送器是基于负反馈原理工作。
20
测量部分用以检测被测参数x，并将其转换成能被放 大器接受的输入信号Zi（电压、电流、位移、作用 力或力矩等信号）。
反馈部分将变送器输出信号Y转换为反馈信号Zf。 放大器将ε=Zi±Z0-Zf放大、处理为标准信号Y输出。 输出与输入：Y=Kε=K(Zi±Z0-Zf)
15
3 弹性后效 当负荷停止变化(p=p1)或完成卸负荷后（p=0），弹
性元件不是立刻完成相应的变形，而是在一段时 间内继续变形，这张现象称为弹性后效。
16
§7.3 压力（差压）信号的电变送方法
1 变送器 变送器的作用是将各种工艺参数，如温度、压力、
流量、液位等物理量转换成统一的标准信号。
17
18
52
2 取压口的选择 取压口的选择，要考虑测出的压力能真正反映被 测介质的压力，不能有附加的动压头或其它干扰。
取压口要选在管道的直线部分，不能处于流线紊 乱的地方；
取压口的轴线应与被测介质流速方向垂直； 口部与设备内壁平齐，导压管最好不要插入管道 内。 当一定要插入时，管道口平面应严格与流动方向 平行。
1 气动压力（差压）变送器的组成 从结构来看，变送器是由两部分组成：
测量部分：将压力转换成测量力或位移。 转换部分：将测量力或位移转换成标准压力信号。
49
3 测量部分的工作原理
50
§7.5 压力和差压测量仪表的使用 压力（差压）测量系统由被测对象、取压口、导 压管、测量仪表组成。 压力测点位置的选择好坏，信号管（导压管）敷 设正确与否，对压力测量精度具有很大的影响。
1 测压仪表的选用原则 选择测压仪表时需考虑以下方面：
19
1.1构成 变送器是基于负反馈原理工作。
20
测量部分用以检测被测参数x，并将其转换成能被放 大器接受的输入信号Zi（电压、电流、位移、作用 力或力矩等信号）。
反馈部分将变送器输出信号Y转换为反馈信号Zf。 放大器将ε=Zi±Z0-Zf放大、处理为标准信号Y输出。 输出与输入：Y=Kε=K(Zi±Z0-Zf)
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3 弹性后效 当负荷停止变化(p=p1)或完成卸负荷后（p=0），弹
性元件不是立刻完成相应的变形，而是在一段时 间内继续变形，这张现象称为弹性后效。
16
§7.3 压力（差压）信号的电变送方法
1 变送器 变送器的作用是将各种工艺参数，如温度、压力、
流量、液位等物理量转换成统一的标准信号。
17
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2 取压口的选择 取压口的选择，要考虑测出的压力能真正反映被 测介质的压力，不能有附加的动压头或其它干扰。
取压口要选在管道的直线部分，不能处于流线紊 乱的地方；
取压口的轴线应与被测介质流速方向垂直； 口部与设备内壁平齐，导压管最好不要插入管道 内。 当一定要插入时，管道口平面应严格与流动方向 平行。
1 气动压力（差压）变送器的组成 从结构来看，变送器是由两部分组成：
测量部分：将压力转换成测量力或位移。 转换部分：将测量力或位移转换成标准压力信号。
压力的测量和真空技术ppt课件
范围：600mmHg – 800mmHg , 温度：-10 oC – 40 oC 。最小 分度： 0.5 mmHg，误差 小于等于 1.5 mmHg。 特点：体积小，重量轻，不要固定，要水平放置，精度差。
例2：仪器校正值 0.7 mmHg，温度校正 –0.05mmHg (每升温1 oC )，读数 760mmHg，室温 30 oC，求校正后的值。 <762.2mmHg>
温度校正：T的变化致使Hg和黄铜变化的长度不同，当大 于0 oC时，“读数- 校正值”, 当小于0 oC时，“读数+校正 值”
po = (1+t)p/(1+t) = [1+ (-)/(1+t)]p
p为气压计读数；t 为测量温度(oC)；0 oC- 35 oC时，为Hg 的平均体膨胀系数 1.81810-4 K-1，为黄铜线膨胀系数 1.8410-5 K-1，po为校正到0 oC时的大气压值。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2.习惯表示： (1)绝对压力 P <实际压力，总压力> (2)相对压力 p = P – Po < 与大气压力Po相比较的压力> (3)正压力 P > Po (4)负压力 P < Po <又称真空，其绝对值称为真空度> (5)差压力 P1- P2 <任意压力P1和P2比较的差值>
U型管压差计 真空表 较高或高真空：
真空规：绝对真空规 麦氏真空规 相对真空规 热偶真空规 电离真空规
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
例2：仪器校正值 0.7 mmHg，温度校正 –0.05mmHg (每升温1 oC )，读数 760mmHg，室温 30 oC，求校正后的值。 <762.2mmHg>
温度校正：T的变化致使Hg和黄铜变化的长度不同，当大 于0 oC时，“读数- 校正值”, 当小于0 oC时，“读数+校正 值”
po = (1+t)p/(1+t) = [1+ (-)/(1+t)]p
p为气压计读数；t 为测量温度(oC)；0 oC- 35 oC时，为Hg 的平均体膨胀系数 1.81810-4 K-1，为黄铜线膨胀系数 1.8410-5 K-1，po为校正到0 oC时的大气压值。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2.习惯表示： (1)绝对压力 P <实际压力，总压力> (2)相对压力 p = P – Po < 与大气压力Po相比较的压力> (3)正压力 P > Po (4)负压力 P < Po <又称真空，其绝对值称为真空度> (5)差压力 P1- P2 <任意压力P1和P2比较的差值>
U型管压差计 真空表 较高或高真空：
真空规：绝对真空规 麦氏真空规 相对真空规 热偶真空规 电离真空规
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
课件：第05章 压力测量1
• 弹性压力计的组成环节
① 弹性元件，感受压力并产生弹性变形，弹性元件采用 何种形式要根据测量要求选择和设计；
② 变换放大机构，将弹性元件的变形进行变换和放大； ③ 指示机构，(如指针与刻度标尺)用于给出压力示值； ④ 调整机构，用于调整零点和量程。
弹性元件
• 同样的压力下，不同结构、不同材料的弹性元件会产生不 同的弹性变形。常用的弹性元件有弹簧管、波纹管、薄膜 等。
• 使用范围：
仪表工作在正常允许的压力范围内。 对于波动较大的压力，仪表的示值应经常处于量程的1/2； 被测压力波动小，仪表示值可在量程的2/3，但被测压力
值一般不应低于量程的1/3。
精密压力表 YB-150B (0－1.6 MPa) 精密微压表 YB-150B (0－0.06 MPa)
精密压力真空表 YB-150B (-0.1－0.5MPa) 精密真空表 YB-150B (-0.1－0MPa)
2、膜式压力计
• 膜式压力计的分类
– 膜片压力计：测量腐蚀性介质或非凝固、非结 晶的粘性介质的压力；
– 膜盒压力计：测量气体的微压和负压。
膜片的分类
• 膜片可分为弹性膜片和挠性膜片两种。 • 弹性膜片
– 一般由金属制成，常用的弹性波纹膜片是一种压有环 状同心波纹的圆形薄片；
– 其挠度与压力的关系主要由波纹的形状、数目、深度 和膜片的厚度、直径决定，而边缘部分的波纹情况则 基本上决定了膜片的特性，中部波纹的影响很小。
5、弹性元件的结构和特性
类名 别称
平 薄 膜
薄波 膜纹 式膜
挠 性 膜
示意图
压力测量范围 kPa
最小 最大
输出特性
动态性质
时间 常数
/sLeabharlann 自振 频率 /Hz0～ 0～
① 弹性元件，感受压力并产生弹性变形，弹性元件采用 何种形式要根据测量要求选择和设计；
② 变换放大机构，将弹性元件的变形进行变换和放大； ③ 指示机构，(如指针与刻度标尺)用于给出压力示值； ④ 调整机构，用于调整零点和量程。
弹性元件
• 同样的压力下，不同结构、不同材料的弹性元件会产生不 同的弹性变形。常用的弹性元件有弹簧管、波纹管、薄膜 等。
• 使用范围：
仪表工作在正常允许的压力范围内。 对于波动较大的压力，仪表的示值应经常处于量程的1/2； 被测压力波动小，仪表示值可在量程的2/3，但被测压力
值一般不应低于量程的1/3。
精密压力表 YB-150B (0－1.6 MPa) 精密微压表 YB-150B (0－0.06 MPa)
精密压力真空表 YB-150B (-0.1－0.5MPa) 精密真空表 YB-150B (-0.1－0MPa)
2、膜式压力计
• 膜式压力计的分类
– 膜片压力计：测量腐蚀性介质或非凝固、非结 晶的粘性介质的压力；
– 膜盒压力计：测量气体的微压和负压。
膜片的分类
• 膜片可分为弹性膜片和挠性膜片两种。 • 弹性膜片
– 一般由金属制成，常用的弹性波纹膜片是一种压有环 状同心波纹的圆形薄片；
– 其挠度与压力的关系主要由波纹的形状、数目、深度 和膜片的厚度、直径决定，而边缘部分的波纹情况则 基本上决定了膜片的特性，中部波纹的影响很小。
5、弹性元件的结构和特性
类名 别称
平 薄 膜
薄波 膜纹 式膜
挠 性 膜
示意图
压力测量范围 kPa
最小 最大
输出特性
动态性质
时间 常数
/sLeabharlann 自振 频率 /Hz0～ 0～
Chapter2压力测量.pptx
(3) 机械力平衡方法 这种方法是将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用
外力与之平衡，通过测量平衡时的外力测知被测压力。力平衡 式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。 (4) 物性测量方法
利用敏感元件在压力的作用下，其某些物理特性发生与压 力成确定关系变化的原理，将被测压力直接转换为各种电量来 测量。如应变式、压电式、电容式压力传感器等等。11.934 ×10-2
0.70307 ×10-1
0.51715 ×102
1
4＃. 压力检测的基本方法 根据不同工作原理，压力检测方法可分为如下几种： (1) 重力平衡方法 这种方法利用一定高度的工作液体产生的重力或砝码的重 量与被测压力相平衡的原理，将被测压力转换为液柱高度或平 衡砝码的重量来测量。例如液柱式压力计和活塞式压力计。 (2) 弹性力平衡方法 利用弹性元件受压力作用发生弹性变形而产生的弹性力与 被测压力相平衡的原理，将压力转换成位移，通过测量弹性元 件位移变形的大小测出被测压力。此类压力计有多种类型，可 以测量压力、负压、绝对压力和压差，应用最为广泛。
p1 p2 gh
(3-2)
式中 A—U形管内孔截面积； —U形管内工作液的密度； g—重力加速度。
由上式可求得两压力的差值或在己知一个压力的情况下 （例如压力），求出另一压力值。
p p1 p2 gh
p1 p2 gh
(3-3)
可见U形管内的液柱差h与被测差压或压力成正比，
因此被测压差或压力可以用工作液高度h的大小来表示。
3.3.2 液柱式压力计
应用液柱测量压力的方法是以流体静力学原理为基础的。 一般是采用充有水或水银等液体的玻璃U形管、单管或斜管 进行压力测量的，其结构形式如图3-2所示。
(1) U形管压力计
外力与之平衡，通过测量平衡时的外力测知被测压力。力平衡 式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。 (4) 物性测量方法
利用敏感元件在压力的作用下，其某些物理特性发生与压 力成确定关系变化的原理，将被测压力直接转换为各种电量来 测量。如应变式、压电式、电容式压力传感器等等。11.934 ×10-2
0.70307 ×10-1
0.51715 ×102
1
4＃. 压力检测的基本方法 根据不同工作原理，压力检测方法可分为如下几种： (1) 重力平衡方法 这种方法利用一定高度的工作液体产生的重力或砝码的重 量与被测压力相平衡的原理，将被测压力转换为液柱高度或平 衡砝码的重量来测量。例如液柱式压力计和活塞式压力计。 (2) 弹性力平衡方法 利用弹性元件受压力作用发生弹性变形而产生的弹性力与 被测压力相平衡的原理，将压力转换成位移，通过测量弹性元 件位移变形的大小测出被测压力。此类压力计有多种类型，可 以测量压力、负压、绝对压力和压差，应用最为广泛。
p1 p2 gh
(3-2)
式中 A—U形管内孔截面积； —U形管内工作液的密度； g—重力加速度。
由上式可求得两压力的差值或在己知一个压力的情况下 （例如压力），求出另一压力值。
p p1 p2 gh
p1 p2 gh
(3-3)
可见U形管内的液柱差h与被测差压或压力成正比，
因此被测压差或压力可以用工作液高度h的大小来表示。
3.3.2 液柱式压力计
应用液柱测量压力的方法是以流体静力学原理为基础的。 一般是采用充有水或水银等液体的玻璃U形管、单管或斜管 进行压力测量的，其结构形式如图3-2所示。
(1) U形管压力计
《压力测量》PPT课件
u KE
3.4.3. 电感式压力传感器 1、结构和工作原理
LW2 RM
RM RF Rg
li 2δ μi Si μ0 S
RF Rg L W 2 μ0 S
2δ
2．自感式压力传感器
按照传感器敏感元件结构形式的不同，可分 为变气隙、变截面和螺管式三种，其中螺管式量 程最大，虽然灵敏度低，但结构简单、便于制作， 因而应用比较广泛。下面以螺管式压差传感器为 例，简要介绍自感式压力传感器的工作原理。螺 管式压差测量原理结构如图
3.3 弹性式压力计
利用材料在弹性范围内变形与外力为线性关系的 原理，制成不同形式及满足不同要求的压力计。
0.1103 MPa
F Apx
F Kx
x
F K
A K
px
一、弹性元件
弹性膜片（膜盒）
波纹管
弹簧管
Δ
P1 2
E
•
R2 bh
1
b2 a2
K
2
μ、Ｅ——弹簧管的泊松系数和弹性模量
h ——弹簧管的壁厚
R KRPx
2. 优点:结构简单、体积小 、稳定性好、动态响应 快、耐振耐冲击、精度 高、线性度好，是传感 器的主流产品。
MPM380 型压阻式压力传感器
接输出信 号
压阻式压力变 送器
接流体
可显示的压 阻式压力变 送器
微型压阻式压力变送器
3.4.7. 压磁式压力传感器
被测压力通过感压弹性膜 片2传递给由坡莫合金制成的 铁芯4，铁芯在压力作用下， 其磁导率发生改变，从而引起 线圈3阻抗变化。显然，线圈 阻抗变化与被测压力有关。
4. 1151系列电容式压力传感器
d 30% d
3.4.5 压电式压力传感器 1 、基本原理
第六章压力测量ppt课件
一.。液柱式测压仪表
工作原理：利用工作液的液柱所产生的压力与被测压力平衡 ，根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。其工作液又 称封液，常用的有水、酒精和水银。
1）U型管压力计 2）单管压力计 3）斜管式微压计 ❖ 特点：结构简单，使用方便，准确度比较高，常用于测量
低压、负压、差压。 ❖ 缺点：体积大，读数不方便，玻璃管易损坏。
2.膜盒压力计
将两块膜片沿周边对焊起来，形成一膜盒，膜盒式微压计通 常用于测量炉膛和烟道尾部负压，测压范围为0-±40kPa。 可以增大膜片中心位移，提高测压灵敏度。还可把多个膜盒 串接在一起，形成膜盒组。
.
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
热能与动力机械 测试技术
天津大学机械学院 内燃机燃烧学国家重点实验室
.
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
第六章 压力测量
压力测量概述；
本章主要内容
常规测压仪表和传感器；
气流压力测量；
测压仪表的标定；
压力测量系统的动态标定；
内燃机气缸动态压力测量。
这类传感器大都具有精度高、体积小、动态特性好等优点， 是当前测压技术的主要发展方向
.
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
第二节 常规测压仪表和传感器
测压仪表：包括液柱式测压仪表 、弹性测压仪表、测压传感 器 （压阻式传感器 、压电式传感器 、电容式差压传感器 ）
学习要求：
☆ 要求掌握流体稳态压力测量的基本原理、稳态压力传感器 的形式及构成，测量误差产生的原因及解决方法。
工作原理：利用工作液的液柱所产生的压力与被测压力平衡 ，根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。其工作液又 称封液，常用的有水、酒精和水银。
1）U型管压力计 2）单管压力计 3）斜管式微压计 ❖ 特点：结构简单，使用方便，准确度比较高，常用于测量
低压、负压、差压。 ❖ 缺点：体积大，读数不方便，玻璃管易损坏。
2.膜盒压力计
将两块膜片沿周边对焊起来，形成一膜盒，膜盒式微压计通 常用于测量炉膛和烟道尾部负压，测压范围为0-±40kPa。 可以增大膜片中心位移，提高测压灵敏度。还可把多个膜盒 串接在一起，形成膜盒组。
.
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
热能与动力机械 测试技术
天津大学机械学院 内燃机燃烧学国家重点实验室
.
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
第六章 压力测量
压力测量概述；
本章主要内容
常规测压仪表和传感器；
气流压力测量；
测压仪表的标定；
压力测量系统的动态标定；
内燃机气缸动态压力测量。
这类传感器大都具有精度高、体积小、动态特性好等优点， 是当前测压技术的主要发展方向
.
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第二节 常规测压仪表和传感器
测压仪表：包括液柱式测压仪表 、弹性测压仪表、测压传感 器 （压阻式传感器 、压电式传感器 、电容式差压传感器 ）
学习要求：
☆ 要求掌握流体稳态压力测量的基本原理、稳态压力传感器 的形式及构成，测量误差产生的原因及解决方法。
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k2
s 4
30
1电容式压力压差变送器
•设 测 量 膜 片 在 Δ p 作 用 下 的位移Δ d，Δ d=k1Δ p。
C1
d0
k2 d
C2Leabharlann d0k2 d•由C1、C2可得
C2 C2
C1 C1
d d0
k1p d0
k 3 p
特点：灵敏度高、精度高，精度可达0.2、0.25，
4．活塞式（负荷式）压力计 （Force-balance）
8
第二节 液柱式压力计
分类 U型管压力计 单管压力计 斜管式微压计 特点：结构简单，使用方便，准确度比较高，常
用于测量低压、负压、差压，可用于现场校验压 力传感器和管路漏气。 缺点：体积大，读数不方便，玻璃管易损坏；测 量范围有限、有人为读数误差、不便于多点测量 和数据采集、不能进行动态测量。
很小时，h1可P忽略g，公h2 式简化为：
Px h1 直管
h2
13
三、斜管式微压计
主要用于测量微小的压力、负压和压差。
为了减少读数的相对误差，拉长液柱，将
P1
测量管倾斜放置。
h1 1h2h)2
h2 l sin a
A1 lA2 h1
A2 A1
P g (h1 h2 )
Px 平薄片
Px 波纹片
Px
膜盒
20
二．弹性元件及其特性
2．波纹管：开口端固定，封闭 端的位移作为输出，由于波 纹管的位移相对较大，故灵 敏度高，常用于测量较低的 压力（1.0-106Pa）精度等 级1.5级。
3．弹簧管： 单圈弹簧管
多圈弹簧管
Px
21
弹簧管压力计
弹簧管在量程范围内自由端的位移一般为 7-8o，弹簧管作成多圈时，自由端的位移 可达45o。弹簧管的自由端的位移可通过 杠杆机构带动指针转动，这种机构的指针 最大转角为180o，通常作成90度的回转 角。最常用的传动机构为杠杆—扇形齿轮 机构，可使指针转动270o。
51.715
7.0307
1.0
6.805 10-2
103
2
102
1.0133 105
1.0332
7.60 102
1.0332 104
14.696
1.0 7
二．压力测量仪表的分类
1．液柱式压力计（Manometers）
2．弹性式压力计（Diaphragms）
3．电气式压力计（Electrical pressure）
9
一．U型管压力计
P1
P2
假设被测的介质为气体，可忽略
被测介质的高度形成的静压值。
根据流体静力学原理可得：
P P1 P2 g(h1 h2 )
U型管内径一般为5-20mm， 为了减少毛细现象管子内径 一般不少于10mm，
0
h2
h1
U型管
10
密度不同如何计算压力? p1
1
第六节 压力检测仪表的选择与校验
一．压力检测仪表的选择 ①测压范围，②被测介质的物理化学性质， ③测试精度要求。
1.仪表量程选用
• 为保证安全性，压力较稳定时，最大工作压力不 超过仪表量程的3/4，压力波动较大时，最大工作 压力不超过仪表量程的2/3。
• 为保证准确度，最小工作压力不低于满量程的1/3。
压力测量
1
第一节 概述
一、基本概念
压力 垂直作用于物体表面上的力 压强 垂直作用于单位面积物体表面上的力
在建筑环境与设备的测试中，并不严格区分压力
和压强。通常所说的压力实际上是指压强。
压差 测量两个压力之差称压差
表压力 压力仪表指示的压力值
缺省情况下，所说的压力值即指表压力 表压力可正
压电式压力 传感器结构
37
第五节 活塞式（负荷式）压力计
提供做压力基准器 校准压力表：20Pa～ 2000kPa
• 基于静力平衡原 理进行压力测量
P Mg A
38
被校准压力 表安装上后， 转动手轮， 使油压系统 压力升高， 直到活塞被 顶起。
P Mg A
M：砝码质量 A：活塞有效面积
39
P1 1
p2 2
H
h1 h2
0
A A
12
二．单管式压力计
Pd
h1 A1
h2 A2
h1
h2 A2 A1
P
g (h1
h2 )
g( h2 A2
A1
h2 )
g (
A2 A1
1)h2
( h2 A2
A1
h2 )
g( A2
A1
1)h2
因 为 A1 、 A2 为 常 数 ， 这 样 可 通 过 一次读数进行压差测量。当A2/A1
由于内聚力与附着力的差异，水 在毛细管中，中央较四周凹下； 汞在毛细管中，中央较四中凸起
17
第三节 弹性式压力计 1、概述
原理：弹性压力表是利用各种不同形状弹性感压元 件在被测压力的作用下，产生弹性变形制成的测压 仪表
特点：结构简单、牢固可靠、测压范围广、使用方 便、造价低廉、有足够的精度，可远传
尽量小； (5) 在恶劣工况下，要在压力表前装隔离器； (6) 如压力显示仪表和取压口不在同一水平线上，
则应校正由于两者高度差对仪表读数造成的误差
29
第四节 电气式压力检测
一．位移式压力压差变送器：
将弹性元件的位移转变成
电信号。
1．电容式压力压差变送器： 采取差动电容方式。 膜片 d7.5—75 ， δ 0.05—0.2 ， maxΔ d=0.1mm。
毛细现象（又称毛细管作用）是指液 体在细管状物体内侧，由于内聚力与 附着力的差异、克服地心引力而上升 的现象。植物根部吸收的水分能够经 由茎内维管束上升，即是毛细现象最 常见的例子。当液体和固体(管壁)之 间的附着力大于液体本身内聚力时， 就会产生毛细现象。液体在垂直的细 管中时液面呈凹或凸状、以及多孔材 质物体能吸收 液体皆为此现象所致。
40
2．仪表精度的选择
根据在测量时允许的最大测量误差选择仪表，
p2
2
H
p1 1g(h1 H ) p2
h1 h2
2g(H h2 ) g(h1 h2 ) A 0
A
测量范围： 20 Pa to 140KPa
精度： 1%.
11
如何读数?
(a).分别读取h1、h2； (b).U型管应保持铅垂位
置；
(c). 眼睛应保持与液面 平齐，以工作液弯月面 顶部或底部切线为准读 取液面高度。
负压力（ Negative pressure ）：绝对压力低于大气压力时的 表压，简称负压。
真空（ Vacuum ）：低于大气压力的压力。
:
3
4
压力单位
帕(Pa) N/m2，国际单位 1Pa=1N/m2 兆帕(MPa) 106Pa
工程大气压， kgf/cm2 ，98070 Pa
约等于一个大气压（1.013e+5 Pa) ，“自来 水压头是5公斤”，用的就是这个单位。
1.0
1.019710-5 7.5006 10-3
0.1020
1.4504 9.8692 10-6
10-4
1公斤/.厘米2(工程大气压) 9.8067
1.0
7.3556 102 1.0 104
14.22
104
0.9678
1毫米水银柱(mmHg) 1.3332 1.3595 10-
弹性材料：铍青铜、磷青铜、不锈钢 常用弹性压力表：
弹簧管式 膜片（盒）式 波纹管式
18
19
二．弹性元件及其特性
1．膜片：使用时周边夹紧，测低压、微压。 将两块膜片沿周边对焊起来，形成一膜盒， 膜盒式微压计通常用于测量炉膛和烟道尾 部负压。精度等级为2.5，最高可达1.5级。
Px
放置在一非均匀磁场中，在这
S
N
区间，磁场强度具有均匀的梯
度，当霍尔片在弹性元件的带
动下偏离正中位置，通过霍尔
片的磁场强度发生变化，霍尔
片就有正比于位移的霍尔电势
产生。
33
霍尔电势
VH RH IB
注意： ①RH受温度影响较大，在实际当中常采用恒温
措施或采用温度补偿措施，例如在电势输出 回路中串一温度补偿电桥。 ②要注意减少由于霍尔片两电极不对称焊接引起 的不等位电势，因不等位电势的存在，使霍 尔片处于正中时，电势输出不为0。
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二．压电式压力传感器
• 压电效应：压电材料在受压时会在其表面 产生电荷，产生的电荷量与所受的压力成 正比。
压电材料：单晶体，例如石英、酒石酸钾 钠等
多晶体，例如压电陶瓷，在没有极化之前， 因各单晶体的压电效应都互相抵消表现为 电中性，为此必须对压电陶瓷先进行极化 处理，经极化处理的压电陶瓷具有非常高 的压电系数，为石英的几百倍。
22
弹簧管压力计
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弹簧管压力计
精度等级： 普通：1～4级 精密：0.1～0.5级 测量范围： 真空～109Pa
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电接点压力表： 不仅可实现压力的测量，而且可实现压力 的报警和控制。
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弹性式压力计的误差
(1) 迟滞误差； (2) 弹性后效误差； (3) 间隙误差； (4) 摩擦误差； (5) 温度误差。
对于一般的工业测量，主要考虑工作液密度变 化对压力测量的影响。修正公式为：