压力计量仪器仪表讲座

３、毫米汞柱（mmHg）：它的定义是汞在 0℃时密度为13.5951g/cm3,重力加速度为 980.665cm/s2的条件下，汞柱高度（mm）所表 示的压力。 ４、标准大气压（符号atm），又称物理大 气压，1954年第十届国际计量大会定义为 1atm=1013250达因/厘米2，1atm=101325Pa。 ５、托（符号torr），是以一物理大气压的 1/760所表示的压力 。 1torr=101325/760=133.3224Pa。 ６、巴（bar）:是以百万微巴表示的压力量 值。即1bar=1×106byn/cm2=1×106Pa，在气象 工作中常用毫巴（mbar）为压力单位。
3、弹性式压力仪表 由于弹性元件受压后产生的变形，把被测压力变换为弹性 变形位移，通过传动机构的放大，变成压力表指针的偏转， 在刻有压力单位的刻度盘上指示出所测压力量值。因其使用 的弹性元件形状不同，有单圈（C形）弹簧管压力表、多圈 （螺旋）弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表、波纹管 压力表等，因被测介质的不同，有氧气压力表、乙炔表、氨 压表、氩气表、二氧化碳、氯气等类型。 4、电测式压力仪器仪表（压力传感器） 能感受（或响应）规定的被测量压力并按一定规律转换成 可用信号输出的器件或装置。压力传感器主要以转换元件如 应变转换元件、电容转换元件、电位器转换元件等，将感受 的压力转换成可用信号如电容、电压、电阻等电参量输出。 为些分为应变式、电容式、电位器式压力传感器等。同时， 有测量压力的传感器，测量差夺的传感器，测量绝对压力的 传感器，测量绝对压力的传感器等。
弹性式压力仪表
一、弹性式压力表的工作原理
弹性式压力表是根据虎克定律F=K△x,即弹性元件 在外力作用下产生形变，在弹性极限范围内，其形变与 外力成正比关系。因此，常见的压力表的表盘都制成均 匀分度。
二、弹性式压力表的分类 （一）按弹性敏感元件的形状： 1、单圈（C形）弹簧管压力表：一般测量上限为 （0.1 ～ 6）MPa,材料为紫铜； 2、多圈（螺旋）弹簧管压力表：一般测量上限为 (10 ～ 60）MPa,材料为紫铜；
环境中因激烈振动引起的指针的摆动，同时可润滑传
三、压力表的其它参数
圆盘形轴向有边、径向有边等压力表（矩形、台式压 力表除外）根据安装固定方法、表边位置和接头位置与表 壳公称直径的关系
1、一般压力表、真空表、压力真空表的情况见表4.1
型式 1 2 3 4 接头位置 径向 径向 轴向 轴向 安装方式 表边位置 表壳公称直径mm 直接安装 无边 凸装 嵌装 40、60、100、150、 有边在后 160、200、250 有边在前 60
二、非法定压力单位 根据国务院规定，从1991年１月１日起 全国一律执行法定计量单位，非国家法定计 量单位应当废除。但考虑到医生的使用习惯， 国家有关部门决定生产双刻度（Ｐa和mmHg） 标尺的新型血压计，即在1991年后，mmHg 仍然允许存在；再如我国实行开放、搞活的 经济政策，在国际贸易中要扩大贸易范围， 而世界各国推行国际单位制的进度快慢不一， 进出口贸易中可能存在旧制单位，以上是可 能存在的问题，不是主流，不
目

录



压力的基本概念 压力的计量单位 压力计量仪器仪表的分类 弹性式压力仪表 其它压力仪器 计量和计量法的基础知识
压力的基本概念
一、压力的概念 压力又称压强，但在工程上都习惯称之为压力。 1653年，法国科学家帕斯卡首先发现液体压力规 律，从而有了著名的帕斯卡定律：当外力作用在密 闭容器的流体上所产生的压力，垂直作用在密闭容 器的内表面，并且传到流体的任何方向，其强度不 变。因此压力的定义：指流体垂直且均匀的作用在 物体单位面积上的力。 P=F/A 式中: P — 压力量值（Pa） F — 作用力（N） A — 单位面积（㎡）
二、压力的分类： 1、大气压力：大气自重所产生的对地球 表面的单位面积上的力，也称气压，以P0表 示。大气压力量值随海拔高度、地理纬度和 气象情况不同而改变。 2、绝对压力：是以零作为参考点的压力 的差压，又称全压力或总压力，以Pb表示。 3、表压力：即压力仪器仪表指示的压力， 是以环境大气压为零参考点的压力，以P表示。 习惯上指高于大气压的压力。
五、特殊用途的压力表 一、氧气压力表 与一般压力表的结构完全一样，不同的是该类压力表接 触的工作介质是氧气。因此，在工作（和检定）过程中应该 保证不接触油液（除甘油外），否则，可能引起爆炸事故。 这种压力表的表壳上涂以天蓝色，表盘上标有红色“禁油” 字样，以示警戒。 二、双针双管压力表 是在一个表体内组装两个单圈弹簧管、有两个压力通道、 在一个表盘上有两根指针指示两个压力示值的压力表。两管 的两通道不应该互通，两指针也不应该互相影响而分别测量 两个压力值。如飞机式汽车上的左右轮胎的压力测量就用这 类压力表。 三、耐振压力表 仪表的结构特征是采用密封结构，表腔内充灌阻尼液 （可根据环境温度选择不同粘度的油液，常用硅油或甘油）， 使仪表指针和传动机构均浸在油液内，这样可以减小
直接安装 无边
2、压力表准确度等级与表壳直径的关系
仪表名称
精密真空表
表壳直径mm
150
准确度等级
0.25、0.4、0.6
精密压力表
一般压力表
150（160）、200、250 0.25、0.4、0.6
40、60 2.5、4 1、1.6、2.5 1、1.6
压力表、真空表、 100、150 压力真空表 一般压力表 200、250
4、疏空：即负表压，也称疏空压力或真 空压力，以Pv表示。习惯上指低于大气压的 压力。 5、真空度：低于大气压的绝对压力。 6、差压：两个相关压力之差。 7、静态压力：压力稳定不变或有变化但 可以不考虑随时间变化的压力。 8、动态压力：随时间变化的压力。
压力计量单位
一、法定压力单位为帕［斯卡］ 1969年国际计量委员会通过一项决议， 以1牛顿每平方米作为压力单位，1971年第 14届国际计量大会批准采用，并以法国科学 家的名字命名为帕[斯卡]（符号Ｐa），是具 有专门名称的导出单位。 帕[斯卡]，是我国法定压力计量单位， 也是国际单位制（SI）压力单位，其物理意 义是：1牛顿的力垂直作用在1平方米的面积 上的分布力，所以1Pa=1N/1㎡或 1Pa=1kg/ms2。
低压：1×10－4～1Pa，处于低真空到高真空范围； 低压： 1Pa ～1kPa， 处于微压到低真空范围； 中压（气压）： 1kPa ～1MPa,处于微、低到中压范围； 高压：＞1MPa，处于中压到高压范围。 国际上的这种分类，主要是为了便于压力与真空量值的 国际比对。 四、按被测压力量值的特点、用途、种类分 压力计（表）：测量表压力的； 气压计 ：测量大气压力的； 真空计 ：测量负表压（疏空）的； 微压计：用于测量10kPa以下压力的； 差压计：测量两处压力差的。 五、按显示方法分类 模拟显示型、数字显示型、现场显示型、远距离传输显 示型。
影响法定计量单位的贯彻执行和废除非法定计量 单位。但随着中国加入世贸组织后，这种现象将 逐步消失。 现介绍几种主要的压力单位： １、公斤力／厘米２（kgf/cm2）：它的定义 是１公斤力垂直作用在１平方厘米的单位面积上 所产生的压力，公斤力／厘米２与工程大气压 （符号at）是相等的两个压力单位。 ２、毫米水柱（mmH2O）：它的定义是当 纯水温度值为4 ℃ ，密度值为1g/cm3,重力加速 度为980.665 cm/s2的条件下，水柱高度（mm） 所表示的压力量值。
来，弹簧管压力表始终是主要的测压仪表，这主要 是由于其显示直观，体积小，结构简单，价格低廉， 维修方便河测量范围较宽的特点。 （一）工作原理： 压力表主要用于液体、气体与蒸气压力和真空 的测量。 压力的工作原理是弹簧管在压力和真空作用下， 产生弹性变形引起管端位移，其位移通过机械传动 机构进行放大，传递给指示装置，再由指针在刻有 法定计量单位的分度盘上指出被测压力或真空量值。 二、压力表的组成 一般压力表由弹簧体、传动放大机构、指示机 构、外壳四大部分组成。
三、按测量范围分类
为了表示压力的大小，经常划分为个范围。习惯上我国压力 计量人员将压力范围划分为五类。 微压:＜1×104Pa; 低压:(1 × 104～2.5 ×105)Pa; 中压:(2.5 × 105 ～1×108) Pa; 高压:(1×108～1×109) Pa; 将真空划分为四类: 粗真空:(1.01325×105～103)Pa; 低真空(1×103～10-1)Pa; 高真空:(10-1～10-6)Pa; 超高真空:﹤10-6Pa; 国际计量委员会质量及其相关量咨询委员会1981年召开的第 一届会议上,将压力与真空的范围划分为四类:
二、按准确度等级分 即根据压力仪表准确度大小所划分的等别或级别，具体 分类是： 活塞式压力计：国家基准（±0.002%)，工作基准（ ± 0.005%），一等标准（ ± 0.02%），二等标准（ ± 0.05%），三等标准（ ± 0.2%）。 液体压力计、基准、标准器用等表示，工作用仪器用级 表示。有国家基准器、工作基准器、一等标准器、二等标准 器、三等标准器；工作用压力计有0.5级、1级、1.6级、2.5 级。 弹簧管压力表按准确度等级分，有弹簧管式精密压力表 和弹簧管式一般压力表二种。精密压力表的级有0.25级、 0.4级、0.6级；工作用压力表的级有1级、1.6级、2.5级和4 级。 压力传感器是发展中的新型压力计，各厂家的产品中有 准确度等级，因无国家标准，准确度等级没有系列化。
测量上限为（100～1000）的弹簧管压力表无论单圈还 是多圈，材料都为不锈钢。 3、膜片压力表：微压 4、膜盒压力表：微压 5、波纹管压力表：微压
（二）按仪表准确度等级分类（国家计量检定规程） 1、弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表：1级、 1.6级、2.5级和4级； 2、弹簧管式精密压力表和真空表：常见0.25级和0.4级。 （三）按仪表用途分类 1、普通型压力表； 2、耐振动与抗振动型压力表； 3、耐颠振与抗颠振型压力表； 4、抗冲击型压力表。
压力计量仪器仪表
—甘肃省计量研究院
前
言
在工农业生产、国防建设、科学研究、医疗 卫生、安全防护以及人民日常生活的各个领域中， 凡是利用液体、气体、蒸汽等介质作为动力、加 热、密封试验等，都反应有“压力”这个物理量。 压力如同其它的状态参数一样，是工业生产过程 及自动化过程中极为重要的控制参数。因此，需 要使用各种能显示压力的仪器仪表来计量压力的 大小和变化 。
压力计量仪器仪表的分类
由于工农业生产、国防、科研和计量 部门使用的压力计量仪器仪表品种繁多， 测量范围广泛，又由于仪表使用环境条件 及要求的多样性，所以压力计量仪器仪表 分类的方法也多种多样。一般情况下，可 以根据仪表的工作原理、准确度等级、测 量范围和显示方法来分类。
一、按照仪表工作原理分类 1、液体式压力计 液体式压力计又称液柱式压力计，它是基 于流体静力学原理，利用液柱自重产生的压力去 平衡未知压力的方法来测量压力的仪表。常用的 液体压力计有：U形压力计（双管），单管（杯 形）压力计、倾斜式微压计、补偿式微压计、水 银气压计和钟罩式压力计。 2、活塞式压力计 它使基于帕斯卡定律和流体静力学原理，由 专用砝码的重力作用在活塞有效面积上所产生的 压力与被测压力相平衡来测量压力的仪表。
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3、压力表的接头（机座）螺纹尺寸 精密表的接头螺纹尺寸采用M20×1.5 （mm）。 一般表的表壳直径是Φ 100～Φ 250的均为 M20×1.5， Φ 60的接规定为M14×1.5（mm）。 四、簧管式压力表 弹簧式一般压力表、压力真空表和真空表（通 称为工作压力表），在压力计量上有着极为广泛的 应用，并且用量又极大，称为工业的“粮食”。因 其对压力计量的准确程度关系到安全防护和贸易结 算，所以又被国家列为强制检定的计量器具。单圈 弹簧管是法国机械师波登在1847年制造出来的，在 1849年取得专利后，首先用来测量压力，一百多年