第二章压力检测工作和仪表
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化工自动化及仪表电子教案过程参数的检测与仪表
第二章过程参数的检测与仪表教学要求：掌握检测仪表的基本性能指标（精度等级、变差、灵敏度等）掌握压力的检测方法（液柱测压法、弹性变形法、电测压法）学会正确选用压力计掌握应用静压原理测量液位和差压变送器测量液位时的零点迁移差压式流量计测量原理，常用节流元件，转子流量计结构、测量原理掌握容积式流量计（腰轮流量计）结构、工作原理、使用场合掌握应用热电效应测温原理掌握补偿导线的选用掌握冷端温度补偿的四种方法；了解热电偶结构，分类重点：弹性变形法、电测压法压力计选用应用差压变送器测量液位的零点迁移问题补偿导线的选用和冷端温度补偿难点：确定精度等级，压电式测量原理应用差压变送器测量液位的零点迁移问题第三导体定理电桥补偿法§2.1 概述一、检测过程及误差1．检测过程检测过程的实质在于被测参数都要经过能量形式的一次或多次转换，最后得到便于测量的信号形式，然后与相应的测量单位进行比较，由指针位移或数字形式显示出来。
检测误差误差-------测量值和真实值之间的差值误差产生的原因：选用的仪表精确度有限，实验手段不够完善、环境中存在各种干扰因素，以及检测技术水平的限制等原因，根据误差的性质及产生的原因，误差分为三类。
（1）系统误差------------在同一测量条件下，对同一被测参数进行多次重复测量时，误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化特点：有一定规律的，一般可通过实验或分析的方法找出其规律和影响因素，引入相应的校正补偿措施，便可以消除或大大减小。
误差产生的原因：系统误差主要是由于检测仪表本身的不完善、检测中使用仪表的方法不正确以及测量者固有的不良习惯等引起的。
（2）疏忽误差------------明显地歪曲测量结果的误差，又称粗差，特点：无任何规律可循。
误差产生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如读错、算错数据等）、不正确操作、实验条件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆忙测试等原因所造成的。
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
第二节压力检测及仪表
此外，压力测量的意义还不局限于它自身，有 些其他参数的测量，如物位、流量等往往是通过测 量压力或差压来进行的，即测出了压力或差压，便 可确定物位或流量。
压力检测仪表的内容
一、压力单位及测压仪表 二、弹性式压力表 三、电气式压力表 四、压力变送器 五、压力表的选择与安装
一、压力单位及测压仪表
压力是指垂直作用在单位面积上的力
1. 去污：采用手 持砂轮工具除去构件 表面的油污、漆、锈
勇于开始，才能找到成功的路
斑等，并用细纱布交 叉打磨出细纹以增加 粘贴力 ，用浸有酒精 或丙酮的纱布片或脱 脂棉球擦洗。
2.贴片：在应
变片的表面和处理
过的粘贴表面上，
各涂一层均匀的粘
贴胶 ，用镊子将
应变片放上去，并
勇于开始，才能找到成功的路
三、电气式压力表
把压力信号转换成电信号输出，然后测量电信号的压 力表叫电气式压力表。
测量范围 7 10-5 Pa ~ 5102 MPa 允许误差0.2%
主要是介绍
压力传感器：霍尔式、应变片式、压阻式、 压力变送器：力平衡式、电容式、扩散 硅式
1、霍尔片式压力传感器
（1）霍尔效应
将通有电流的半导
体片放入磁场中，当磁 力线穿过半导体片时， 在半导体片的两端会产 生电动势。称此电动势 为霍尔电势，半导体片 叫霍尔片，此物理现象 叫霍尔效应。
电气式压力计
霍尔式 应变片式 扩散硅式
力平衡式 电容式 智能式
另外还可用测量范围分类 压力表、微压计、真空表。 用精度等级分类 精密表、标准表、工业用表
用安装及指示特点分类 基地式（现场）压力表、远传 压力表、 指示型压力表、记录 型压力表等。
1、液柱式压力计
根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱 高度进行测量。 结构形式：U型管压力计、单管压力计、斜管压力 计等。
压力检测仪表的内容
一、压力单位及测压仪表 二、弹性式压力表 三、电气式压力表 四、压力变送器 五、压力表的选择与安装
一、压力单位及测压仪表
压力是指垂直作用在单位面积上的力
1. 去污：采用手 持砂轮工具除去构件 表面的油污、漆、锈
勇于开始，才能找到成功的路
斑等，并用细纱布交 叉打磨出细纹以增加 粘贴力 ，用浸有酒精 或丙酮的纱布片或脱 脂棉球擦洗。
2.贴片：在应
变片的表面和处理
过的粘贴表面上，
各涂一层均匀的粘
贴胶 ，用镊子将
应变片放上去，并
勇于开始，才能找到成功的路
三、电气式压力表
把压力信号转换成电信号输出，然后测量电信号的压 力表叫电气式压力表。
测量范围 7 10-5 Pa ~ 5102 MPa 允许误差0.2%
主要是介绍
压力传感器：霍尔式、应变片式、压阻式、 压力变送器：力平衡式、电容式、扩散 硅式
1、霍尔片式压力传感器
（1）霍尔效应
将通有电流的半导
体片放入磁场中，当磁 力线穿过半导体片时， 在半导体片的两端会产 生电动势。称此电动势 为霍尔电势，半导体片 叫霍尔片，此物理现象 叫霍尔效应。
电气式压力计
霍尔式 应变片式 扩散硅式
力平衡式 电容式 智能式
另外还可用测量范围分类 压力表、微压计、真空表。 用精度等级分类 精密表、标准表、工业用表
用安装及指示特点分类 基地式（现场）压力表、远传 压力表、 指示型压力表、记录 型压力表等。
1、液柱式压力计
根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱 高度进行测量。 结构形式：U型管压力计、单管压力计、斜管压力 计等。
自动化仪表检测培训课件PPT课件
这是仪表基本误差的主要形式，可以比较确切地反映仪表 的测量精度，又称为仪表的基本误差
6
第一节 检测仪表的性能指标
3、精确度及其等级
仪表精确度俗称精度，又称准确度。精确度和误差可以说是孪生兄 弟，因为有误差的存在，才有精确度这个概念。仪表精确度简言之就 是仪表测量值接近真值的准确程度，一般用允许引用误差作为确定精 度的尺寸。
b
c
a 表示系统误差大而随机误差小，即精密度高而正确度低；
b 表示系统误差小而随机误差大，即精密度低而正确度 高；
c 表示系统误差和随机误差都小，精密度合正确度都高， 这是我们最希望得到的结果。
11
ห้องสมุดไป่ตู้
第一节 检测仪表的性能指标
4、回差（又称变差）
h
（
x正 x反）max
100%
L
造成回差的原因：
传动机构的间隙 运动部件的磨擦
8
第一节 检测仪表的性能指标
精确度反应仪表（传感元件）测量结果与真值的接近程度。 它与误差的大小相对应，误差小则精度高，反之则低。精度 又分为精密度、正确度和准确度。
精正准密确度表示多次重复测量中，传感器测得的值值的与彼算真此术值之平的间均一 的值致重与的复真程性值度或的。分 接 它散 近 反性 程 映大 度 随小 。 机的 它 误程 反 差度 映 和。 系它 统反 误映 差随 的机大综误小合差，大的系小大统，小误只 ，差有随愈当机小随机误，误差测差越 得和小 值系， 的统测 算误得 术差的 平都值 均小就 值时越 就，密 愈准集 接确， 近度重 真才复值高性，。越正准好确确，度度精愈也 密高简度。称越精高度。
第一节 检测仪表的性能指标
8、稳定性
在规定工作条件内，仪表某些性能随时间保持不变的能力称为稳 定性。
化工仪表及教材自动化答案--7---压力检测及仪表
工艺允许误差：
0.8 ×100% = 2% 40
所以选择测量范围为0 ～ 40 Mpa，精度等级为1.5级的
YX-150型电接点压力表。
回顾
1.液柱式压力计的原理 2.弹性式压力计、电接点信号压力表的原理★ 3.霍尔片式压力传感器的原理 4.应变片式压力传感器的原理★ 5.压阻式压力传感器的原理★ 6.力矩平衡式压力变送器的原理★ 7.电容式压力变送器的原理 8.压力计的选择（类型、测量范围上下限、精度等 级） ★
（1）结构 （2）差动变压器 （3）原理
4.力矩平衡式压力变送器
（1）结构：具有杠杆传动 机构，尺寸较大。
• 0.5级，输出 4~20mADC，两线制
• 右图是DDZ-Ⅲ型电动力 矩平衡压力变送器示意图。
4.力矩平衡式压力变送器
（1）结构：
• 1—测量膜片 • 2-轴封膜片 • 3-主杠杆 • 4-矢量机构 • 5-量程调整螺钉 • 6-连杆 • 7-副杠杆 • 8-检测片（衔铁） • 9-差动变压器 • 10-反馈动圈 • 11-放大器 • 12-调零弹簧 • 13-永久磁钢
4.力矩平衡式压力变送器
（3）工作原理：按力矩平衡原理工 作。采用反馈力平衡的原理，反馈 力的平衡方式可以是弹性力平衡或 电磁力平衡等。
4.力矩平衡式压力变送器
（3）工作原理：按力矩平衡原理工作。
p
Fi
F1
F2 位 移 Δx
U
I0=4~2 0 m A
测 量 膜 片 主 杠 杆 矢 量 机 构 副 杠 杆 差 动 变 压 器 检 测 放 大 器 （显 示 ）
位 移 动静极板
Δd
差动电容
大电路
4~2 0 m A D C
5.电容式压力变送器
第二章过程参数的检测方法与仪表_PPT课件
根据仪表的使用要求，规定了一个在正常情况下允许 的最大误差，这个允许的最大误差叫允许误差。允许 误差一般用相对百分误差表示，一台仪表的允许误差 是指在规定的正常情况下允许的相对百分误差的最大 值，即
允测量 仪范 表围 允上 许 测限 的 量值 最 范 差 大 围绝 下 1对 限 0% 0误 值
第一节 概述（续）
第节 物位检测方法及仪表
一、物位检测的主要方法及分类 1. 直读式物位仪表 采用侧壁开窗口或旁通管方式， 直接显示容器中物位的高度。方法可靠、准确，但是 只能就地指示。主要用于液位检测和压力较低的场合。 2. 静压式物位仪表 基于流体静力学原理，适用于液 位检测。容器内的液面高度与液柱重量所形成的静压 力成比例关系，当被测介质密度不变时，通过测量参 考点的压力可测知液位。这类仪表有压力式、吹气式 和差压式等型式。
第三节 物位检测方法及仪表（续）
5. 核辐射式物位仪表 利用核辐射透过物料时，其强 度随物质层的厚度而变化的原理而工作的，目前应用 较多的是 射线。 6. 声波式物位仪表 由于物位的变化引起声阻抗的变 化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变 化就可测知物位。 7. 光学式物位仪表 利用物位对光波的遮断和反射原 理工作，它利用的光源可以有普通白炽灯光或激光等。
4. 电气式压力计：电气式压力计是一种能将压力转换成 电信号进行传输及显示的仪表。
第二节 压力检测方法及仪表（续）
四、压力计的选用 1.仪表类型的选用 仪表类型的选用必须满足工艺生 产的要求。 2. 仪表测量范围的确定 仪表的测量范围是指该仪表 可按规定的精确度对被测量进行测量的范围，它是 根据操作中需要测量的参数的大小来确定。 3. 仪表精度级的选取 仪表精度是根据工艺生产上所 允许的最大测量误差来确定的。
允测量 仪范 表围 允上 许 测限 的 量值 最 范 差 大 围绝 下 1对 限 0% 0误 值
第一节 概述（续）
第节 物位检测方法及仪表
一、物位检测的主要方法及分类 1. 直读式物位仪表 采用侧壁开窗口或旁通管方式， 直接显示容器中物位的高度。方法可靠、准确，但是 只能就地指示。主要用于液位检测和压力较低的场合。 2. 静压式物位仪表 基于流体静力学原理，适用于液 位检测。容器内的液面高度与液柱重量所形成的静压 力成比例关系，当被测介质密度不变时，通过测量参 考点的压力可测知液位。这类仪表有压力式、吹气式 和差压式等型式。
第三节 物位检测方法及仪表（续）
5. 核辐射式物位仪表 利用核辐射透过物料时，其强 度随物质层的厚度而变化的原理而工作的，目前应用 较多的是 射线。 6. 声波式物位仪表 由于物位的变化引起声阻抗的变 化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变 化就可测知物位。 7. 光学式物位仪表 利用物位对光波的遮断和反射原 理工作，它利用的光源可以有普通白炽灯光或激光等。
4. 电气式压力计：电气式压力计是一种能将压力转换成 电信号进行传输及显示的仪表。
第二节 压力检测方法及仪表（续）
四、压力计的选用 1.仪表类型的选用 仪表类型的选用必须满足工艺生 产的要求。 2. 仪表测量范围的确定 仪表的测量范围是指该仪表 可按规定的精确度对被测量进行测量的范围，它是 根据操作中需要测量的参数的大小来确定。 3. 仪表精度级的选取 仪表精度是根据工艺生产上所 允许的最大测量误差来确定的。
第二章压力
lf Ff l0
l1 F2 = A ∆ P i tg θ l2
l2
14 5
Ff = K f I0
4
F0
H l1 Fi
l1l3 Atg θ l0 I0 = ∆Pi + F0 l2l f K f lf K f
压力检测方法及仪表
压力检测仪表
微位移式变送器（ 微位移式变送器（自学） （1）测量部分 测量部分
压力检测仪表
智能差压（压力） 自学） 智能差压（压力）变送器 （自学）
在普通压力传感器上增加微处理器 特点： 特点：具有远程通讯的功能 依靠手操通信器， 依靠手操通信器， 用户可在现场或控制室设定变 送器各种参数 使用维护方便 长期稳定工作， 年才需校检一次。 长期稳定工作，每5年才需校检一次。 为例： 以3051C 为例： 组成：传感膜头：被测压力--转换----数字信号 组成：传感膜头：被测压力 A/D转换 数字信号 转换 电子线路板：对信号进行修正，线性化处理---D/A转换 转换电子线路板：对信号进行修正，线性化处理 转换 - 4～20mA信号 ～ 信号
压力检测方法及仪表
弹性变形法
测量原理 将被测压力转换成弹性元件变形的位移 将被测压力转换成弹性元件变形的位移 弹性元件
P
P
弹簧管式弹性元件 膜片式弹性元件
压力检测方法及仪表
弹 性 元 件 结 构 和 特 点
压力检测方法及仪表
测量原理 当弹性元件在轴向受到外力作用 时，就会产生拉伸或压缩 位移， 位移，即
【播放动画】 播放动画】
压力检测方法及仪表
压力检测仪表
F3 l4 l3 F1
8 θ
主杠杆
Mi = Fi l1 = F1l2
Fi = A∆Pi
l1 F2 = A ∆ P i tg θ l2
l2
14 5
Ff = K f I0
4
F0
H l1 Fi
l1l3 Atg θ l0 I0 = ∆Pi + F0 l2l f K f lf K f
压力检测方法及仪表
压力检测仪表
微位移式变送器（ 微位移式变送器（自学） （1）测量部分 测量部分
压力检测仪表
智能差压（压力） 自学） 智能差压（压力）变送器 （自学）
在普通压力传感器上增加微处理器 特点： 特点：具有远程通讯的功能 依靠手操通信器， 依靠手操通信器， 用户可在现场或控制室设定变 送器各种参数 使用维护方便 长期稳定工作， 年才需校检一次。 长期稳定工作，每5年才需校检一次。 为例： 以3051C 为例： 组成：传感膜头：被测压力--转换----数字信号 组成：传感膜头：被测压力 A/D转换 数字信号 转换 电子线路板：对信号进行修正，线性化处理---D/A转换 转换电子线路板：对信号进行修正，线性化处理 转换 - 4～20mA信号 ～ 信号
压力检测方法及仪表
弹性变形法
测量原理 将被测压力转换成弹性元件变形的位移 将被测压力转换成弹性元件变形的位移 弹性元件
P
P
弹簧管式弹性元件 膜片式弹性元件
压力检测方法及仪表
弹 性 元 件 结 构 和 特 点
压力检测方法及仪表
测量原理 当弹性元件在轴向受到外力作用 时，就会产生拉伸或压缩 位移， 位移，即
【播放动画】 播放动画】
压力检测方法及仪表
压力检测仪表
F3 l4 l3 F1
8 θ
主杠杆
Mi = Fi l1 = F1l2
Fi = A∆Pi
化工仪表检测技术第2章压力检测
第二节
弹性式压力计
定义
弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件， 在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后 产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。 具有结构简单、使用可靠、读数清晰、牢 固可靠、价格低廉、测量范围宽以及有足够的 精度等优点。 可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压力。
优点
11
第二节 弹性式压力计
2
概述
在化工生产中, 压力是指由气体或液体均匀垂直地 作用于单位面积上的力。
在工业生产过程中,压力往往是重要的操作参数之一。 压力的检测与控制,对保证生产过程正常进行,达到 高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。
3
第一节
压力单位及测压仪表
一. 压力的单位及压力的表示方法
F S 式中，p表示压力；F表示垂直作用力；S表示受力面积。 p
23
第四节 智能式变送器
③具有温度、静压的自动补偿功能,在检测温度时,可 对非线性进行自动校正。
④具有数字、模拟两种输出方式,能够实现双向数据通 讯,可以与现场总线网络和上位计算机相连。 ⑤可以进行远程通讯,通过现场通讯器,使变送器具有 自修正、自补偿、自诊断及错误方式告警等多种功 能,简化了调整、校准与维护过程,使维护和使用都 十分方便。
8
第一节 压力单位及测压仪表
2.弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。
弹簧管压力计
x x 波纹管压力计 x
膜式压力计
p
x
3.电气式压力计
p 平薄膜 p p 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如 波纹膜 波纹管 单圈弹簧管 多圈弹簧管 p x
电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。 电容式 电阻式 电感式
化工常用仪表类型及原理-
第五章:第温度检测及仪表
温度检测方法 热电偶温度计 热电阻温度计 电动温度变送器
第一章 概述
第一章 概述
一、测量过程与测量误差
测量过程在实质上都是将被测参数与其相应得测量单位 进行比较得过程,而测量仪表就是实现这种比较得工具。
测量误差指由仪表读得得被测值与被测量真值之间得差 距。通常有两种表示方法,即绝对误差和相对误差。
注意:上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中,往往 用分辨力表示。
15
大家学习辛苦了, 还是要坚持
继续保持安静
第一章概述
4.分辨率
对于数字式仪表,分辨力是指数字显示器得最末位数字 间隔所代表得被测参数变化量。
不同量程得分辨力是不同得,相应于最低量程得分辨力称 为该表得最高分辨力,也叫灵敏度。通常以最高分辨力作为 数字电压表得分辨力指标。分辨率与仪表得有效数字位数 有关。
37
第二章 压力检测及仪表
组成
图3-8 电气式压力计组成方框图
一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。常用 得信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。
38
第二章 压力检测及仪表
几种常见得传感器或变送器:
1.霍尔片式压力传感器
霍尔片式压力传感器是根据霍尔效应制成得,即利用霍尔 元件将由压力所引起得弹性元件得位移转换成霍尔电势,从 而实现压力得测量。
6
第一章 概述
绝对误差
xi xt
xi:仪表指示值, xt:被测量得真值
由于真值无法得到 x x0
相对误差
x:被校表得读数值,x0 :标准表得读数值
y x x0
x0
x0
7
第一章 概述
二、仪表得性能指标
温度检测方法 热电偶温度计 热电阻温度计 电动温度变送器
第一章 概述
第一章 概述
一、测量过程与测量误差
测量过程在实质上都是将被测参数与其相应得测量单位 进行比较得过程,而测量仪表就是实现这种比较得工具。
测量误差指由仪表读得得被测值与被测量真值之间得差 距。通常有两种表示方法,即绝对误差和相对误差。
注意:上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中,往往 用分辨力表示。
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大家学习辛苦了, 还是要坚持
继续保持安静
第一章概述
4.分辨率
对于数字式仪表,分辨力是指数字显示器得最末位数字 间隔所代表得被测参数变化量。
不同量程得分辨力是不同得,相应于最低量程得分辨力称 为该表得最高分辨力,也叫灵敏度。通常以最高分辨力作为 数字电压表得分辨力指标。分辨率与仪表得有效数字位数 有关。
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第二章 压力检测及仪表
组成
图3-8 电气式压力计组成方框图
一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置所组成。常用 得信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、微处理机等。
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第二章 压力检测及仪表
几种常见得传感器或变送器:
1.霍尔片式压力传感器
霍尔片式压力传感器是根据霍尔效应制成得,即利用霍尔 元件将由压力所引起得弹性元件得位移转换成霍尔电势,从 而实现压力得测量。
6
第一章 概述
绝对误差
xi xt
xi:仪表指示值, xt:被测量得真值
由于真值无法得到 x x0
相对误差
x:被校表得读数值,x0 :标准表得读数值
y x x0
x0
x0
7
第一章 概述
二、仪表得性能指标
压力测量及变送
第二章 压力测量及变送
基本概念 弹性式压力计（就地指示） 压力、差压变送器（远传） 压力仪表的选用与校验 小结
压力测量及变送
基本概念
从这一章开始介绍化工生产过程四大参数：压力、物位、流量、温 度的测量仪表
在石油、化工、炼油、储运过程中，经常会遇到压力的测 量与控制，其中包括比大气压高很多的高压测量和比大气压 低很多的真空度测量。例如，油田开采晚期的注水工艺的压 力为十几个MPa，钻井的泥泵出口的压力在25MPa左右,高压聚 乙烯工艺压力高达280MPa；而减压塔要低于大气压几百个 mmHg（典型值为真空度93.1Kpa）。为了保证生产正常运行， 很多场合还需要对压力进行控制。
压力测量及变送
返回
一、压力的定义
基本概念
垂直而均匀地作用在单位面积上的力
P F A
（2-1）
国际单位: Pa KPa MPa ，其它单位在工程上仍有许多应用： 巴、毫米水拄、毫米汞拄、标准大气压、工程大气压等。
1kg/cf m 2980.5P 66a 0.1MPa 1bf/in2(PS)I68.9P4a 6.89K 49Pa
d0
d0
Ci 2
K2
d0 d
Ci1
d0
K2
d
Ci2Ci1 dK1P
Ci2Ci1 d0 d0
d
测压部件等效电路图
差动电容的相对变化值与被测差压成正比。
2. 传送部分 任务是将 C i 2 C i 1 转换成标准信号4～20mADC电流输出。
C i2 C i1
压力测量及变送
返回
第二节 压力、差压变送器
绝对压力小于大气压时，一般用真压力空测度量及表变示送。
返回
基本概念
基本概念 弹性式压力计（就地指示） 压力、差压变送器（远传） 压力仪表的选用与校验 小结
压力测量及变送
基本概念
从这一章开始介绍化工生产过程四大参数：压力、物位、流量、温 度的测量仪表
在石油、化工、炼油、储运过程中，经常会遇到压力的测 量与控制，其中包括比大气压高很多的高压测量和比大气压 低很多的真空度测量。例如，油田开采晚期的注水工艺的压 力为十几个MPa，钻井的泥泵出口的压力在25MPa左右,高压聚 乙烯工艺压力高达280MPa；而减压塔要低于大气压几百个 mmHg（典型值为真空度93.1Kpa）。为了保证生产正常运行， 很多场合还需要对压力进行控制。
压力测量及变送
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一、压力的定义
基本概念
垂直而均匀地作用在单位面积上的力
P F A
（2-1）
国际单位: Pa KPa MPa ，其它单位在工程上仍有许多应用： 巴、毫米水拄、毫米汞拄、标准大气压、工程大气压等。
1kg/cf m 2980.5P 66a 0.1MPa 1bf/in2(PS)I68.9P4a 6.89K 49Pa
d0
d0
Ci 2
K2
d0 d
Ci1
d0
K2
d
Ci2Ci1 dK1P
Ci2Ci1 d0 d0
d
测压部件等效电路图
差动电容的相对变化值与被测差压成正比。
2. 传送部分 任务是将 C i 2 C i 1 转换成标准信号4～20mADC电流输出。
C i2 C i1
压力测量及变送
返回
第二节 压力、差压变送器
绝对压力小于大气压时，一般用真压力空测度量及表变示送。
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基本概念
化工仪表基础-第二章压力检测
具有高灵敏度、快速响应、抗干扰能力强等优点，但需要外 部电源供电。
压阻式压力传感器
利用半导体材料的压阻效应，将压力转换为电阻值变化进 行测量。
具有测量精度高、稳定性好、温度稳定性高等优点，但需 要外部电源供电。
电容式压力传感器
利用电容原理，将压力转换为电容值变化进行测量。 具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点，但需要外部电源供电。
压力检测仪表的选型与使用
选型原则
在选择压力检测仪表时，应考虑测量范围、精度、稳定性、 环境因素和安装条件等因素，以确保所选仪表能够满足实际 生产的需求。
使用注意事项
在使用压力检测仪表时，应注意定期校准和维护，避免超量 程使用，同时要关注仪表的安装和连接方式，确保其能够正 确、安全地工作。
02 压力检测仪表的工作原理
要意义。
航空航天中的压力检测
在航空航天领域，压力检测是保 证飞行安全的重要手段之一。
压力检测仪表用于测量飞机或航 天器内的气压和氧气压力等参数， 确保飞行过程中的安全和舒适。
航空航天中的压力检测仪表需要 具备高精度、高可靠性和抗干扰 能力，以确保在复杂的环境条件 下能够准确测量各种压力参数。
04 压力检测仪表的维护与校 准
在化工生产过程中，压力是重要的工 艺参数之一，对产品的质量和安全具 有重要影响，因此压力检测是化工生 产中必不可少的环节。
压力检测的原理与分类
压力检测原理
压力检测的原理主要是利用压力传感器的敏感元件，将压力信号转换为电信号 或气信号，再通过二次仪表或控制系统进行显示、记录和控制。
压力检测分类
根据测量原理和应用场合的不同，压力检测可以分为多种类型，如绝对压力、 表压、真空度等。
实验室中的压力检测
热工仪表知识
必须满足工艺生产过程的要求，包括量程与精度； 必须考虑被测介质的性质，如温度高低、工作压力大小、
粘度、易燃易爆程度等； 必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电
磁场、振动等。
压力计的选用
高炉料罐压力使用
粒化渣冷水池使用
喷煤车间废气压力使用
高炉除尘液压站使用
压力变送器接线图
第三章 流量测量仪表
涡街流量计与差压流量计测量饱和蒸汽流量对比：
用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量较为普遍，但存 在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、 三组间及连接接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为 3比1，对流量波动较大易造成测量值偏低。
而涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于管 道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力损 失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达30比1。 因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计的使 用越来越受到人们的青睐。
一体式电磁流量计
分体式电磁流量计（高炉工业水 流量计）
电磁流量计接线图
第六节：阿里巴流量计
阿里巴流量计(又称笛形均速管流量计)是根据皮托管测速原理发展起来的一 种新型差压流量检测元件。具有根据空气动力学设计，可大大降低传感器 处流体分离产生的误差，在同类产品中可达到更高精度，性能更加优于传 统的流量仪表。
一体化差压式流量计（喷煤车 间N2总管流量计）
流量孔板（高炉炉顶氮气总 管流量计）
第三节：转子流量计
浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由 下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力 承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用 下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示 流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业 上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃 材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材 质的转子流量计。
粘度、易燃易爆程度等； 必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电
磁场、振动等。
压力计的选用
高炉料罐压力使用
粒化渣冷水池使用
喷煤车间废气压力使用
高炉除尘液压站使用
压力变送器接线图
第三章 流量测量仪表
涡街流量计与差压流量计测量饱和蒸汽流量对比：
用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量较为普遍，但存 在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、 三组间及连接接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为 3比1，对流量波动较大易造成测量值偏低。
而涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于管 道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力损 失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达30比1。 因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计的使 用越来越受到人们的青睐。
一体式电磁流量计
分体式电磁流量计（高炉工业水 流量计）
电磁流量计接线图
第六节：阿里巴流量计
阿里巴流量计(又称笛形均速管流量计)是根据皮托管测速原理发展起来的一 种新型差压流量检测元件。具有根据空气动力学设计，可大大降低传感器 处流体分离产生的误差，在同类产品中可达到更高精度，性能更加优于传 统的流量仪表。
一体化差压式流量计（喷煤车 间N2总管流量计）
流量孔板（高炉炉顶氮气总 管流量计）
第三节：转子流量计
浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由 下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力 承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用 下上下运动，与浮子重量平衡后，通过磁耦合传到与刻度盘指示 流量。一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业 上最常用的，对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质，由于玻璃 材质的本身易碎性，关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材 质的转子流量计。
《压力检测及仪表》课件
调整零点、量程，检查传感器是否损坏
压力仪表无法通讯
检查通讯线路、接口是否正常，协议是否匹 配
CHAPTER
05
新型压力检测技术及发展趋势
新型压力检测技术的特点与应用
特点
高精度、快速响应、低成本、智能化
应用领域
工业自动化、航空航天、医疗设备、科研实验等
新型压力检测技术的发展趋势与展望
发展趋势
集成化、微型化、网络化、智能化
压力检测是利用各种传感器和测 量仪表来测量气体或液体的压力
，以了解其压力状态的过程。
压力检测在工业生产、航空航天 、医疗等领域具有重要意义，是 保证设备和系统安全、稳定运行
的关键。
压力检测的原理与分类
01
总结词：压力检测的原理与分类
02
压力检测的原理主要是基于压力传感器的物理效应，如压阻效
应、压电效应等。
《压力检测及仪表》 PPT课件
CONTENTS
目录
• 压力检测技术概述 • 压力仪表的种类与特点 • 压力检测系统的设计与应用 • 压力仪表的校准与维护 • 新型压力检测技术及发展趋势 • 压力检测及仪表行业的发展前景
CHAPTER
01
压力检测技术概述
压力检测的定义与重要性
总结词：压力检测的定义与重要 性
电容式压力传感器
利用电容效应，将压力转换为 电容量变化，再通过电子测量 电路转换为电压或电流信号输 出。
压阻式压力传感器
利用半导体材料的压阻效应， 将压力转换为电阻值变化，再 通过测量电路转换为电压或电
流信号输出。
压力仪表的特点与应用
弹簧管压力表
膜片压力表
结构简单、价格低廉、使用方便，适用于 一般工业气体、液体和蒸汽的压力检测。
压力仪表无法通讯
检查通讯线路、接口是否正常，协议是否匹 配
CHAPTER
05
新型压力检测技术及发展趋势
新型压力检测技术的特点与应用
特点
高精度、快速响应、低成本、智能化
应用领域
工业自动化、航空航天、医疗设备、科研实验等
新型压力检测技术的发展趋势与展望
发展趋势
集成化、微型化、网络化、智能化
压力检测是利用各种传感器和测 量仪表来测量气体或液体的压力
，以了解其压力状态的过程。
压力检测在工业生产、航空航天 、医疗等领域具有重要意义，是 保证设备和系统安全、稳定运行
的关键。
压力检测的原理与分类
01
总结词：压力检测的原理与分类
02
压力检测的原理主要是基于压力传感器的物理效应，如压阻效
应、压电效应等。
《压力检测及仪表》 PPT课件
CONTENTS
目录
• 压力检测技术概述 • 压力仪表的种类与特点 • 压力检测系统的设计与应用 • 压力仪表的校准与维护 • 新型压力检测技术及发展趋势 • 压力检测及仪表行业的发展前景
CHAPTER
01
压力检测技术概述
压力检测的定义与重要性
总结词：压力检测的定义与重要 性
电容式压力传感器
利用电容效应，将压力转换为 电容量变化，再通过电子测量 电路转换为电压或电流信号输 出。
压阻式压力传感器
利用半导体材料的压阻效应， 将压力转换为电阻值变化，再 通过测量电路转换为电压或电
流信号输出。
压力仪表的特点与应用
弹簧管压力表
膜片压力表
结构简单、价格低廉、使用方便，适用于 一般工业气体、液体和蒸汽的压力检测。
仪表自动化第二章习题： 压力检测
第二章 压力检测1.某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa ，测量误差不得大于1MPa 。
工艺上要求就地观察，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。
解 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa 。
由于 ，故被测压力的最小值不低于满量程的1/3，这是允许的。
另外，根据测量误差的要求，可算得允许误差为所以，精度等级为1.5级的仪表完全可以满足误差要求。
至此，可以确定，选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa ，精度等级为1.5级。
2. 如果某反应器最大压力为0.6MPa ，允许最大绝对误差为±0.02MPa 。
现用一台测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0～1.0MPa ，准确度为1.5级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。
解：对于测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表，允许的MPap p 562282max 1=⨯=⨯=%67.1%100601=⨯316025>最大绝对误差为1.6×1.5% = 0.024(MPa)因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的。
对于测量范围为0～1.0MPa，准确度亦为1.5级的压力表,允许的最大绝对误差为1.0×1.5% = 0.015(MPa)因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求,可以采用。
该例说明了选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值是不适宜的。
3. 工业压力计按敏感元件通常可以分为哪几种类型？试简述各种压力计的工作原理。
液柱式压力计、活塞式压力计；弹性式压力计：弹簧管式、薄膜式、波纹管式；电气式压力计：应变式、压电电阻式、电感式、电容式、霍尔式4. 试述压力计选型的主要内容及安装注意事项。
热工仪表知识.ppt
特点及适用场合：
反应较快，测量范围较广、精度可达0.2％，便于远距 离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动 控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空 和超高压的场合。
第四节：智能型压力变送器
高可靠性的微控制器及高精度温度补偿； 将被测介质的压力信号转换成4~20mADC标准信号叠加
按仪表组合形式：可以分为 基地式仪表:将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里，从而形成 一个整体，并且可就地安装的的一类仪表。
单元组合仪表:以统一的标准信号，将对参数的测量、变送、显示及控制等各种能够
独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）相互联系 而组合起来的一种仪表
转子流量计的特点：
转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。 它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特 点。转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm 的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流 量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而 上地通过转子流量计。
1-节流元件 2-引压管路 3-三阀组 4-差压计
优点:
应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; 应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; 检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生
产。
缺点:
测量精度普遍偏低; 范围度窄,一般仅3:1~4:1; 现场安装条件要求高; 压损大(指孔板、喷嘴等)。
热工仪表知识
目录
第一章 测量仪表基本知识 第二章 压力测量仪表 第三章 流量测量仪表 第四章 物位测量仪表 第五章 温度测量仪表
第一章 测量仪表基本知识
第一节：热工自动化仪表的分类
反应较快，测量范围较广、精度可达0.2％，便于远距 离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动 控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空 和超高压的场合。
第四节：智能型压力变送器
高可靠性的微控制器及高精度温度补偿； 将被测介质的压力信号转换成4~20mADC标准信号叠加
按仪表组合形式：可以分为 基地式仪表:将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里，从而形成 一个整体，并且可就地安装的的一类仪表。
单元组合仪表:以统一的标准信号，将对参数的测量、变送、显示及控制等各种能够
独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）相互联系 而组合起来的一种仪表
转子流量计的特点：
转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。 它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特 点。转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm 的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流 量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而 上地通过转子流量计。
1-节流元件 2-引压管路 3-三阀组 4-差压计
优点:
应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; 应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; 检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生
产。
缺点:
测量精度普遍偏低; 范围度窄,一般仅3:1~4:1; 现场安装条件要求高; 压损大(指孔板、喷嘴等)。
热工仪表知识
目录
第一章 测量仪表基本知识 第二章 压力测量仪表 第三章 流量测量仪表 第四章 物位测量仪表 第五章 温度测量仪表
第一章 测量仪表基本知识
第一节：热工自动化仪表的分类
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刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
B′
O r
R
B
A
p
弹簧管压力表
刻度盘 游丝
中心齿轮 弹管、盘簧管 第二章压力检测工作和仪表
拉杆 调整螺钉
(二)波纹管差压计
波纹管的特点是灵敏度高(特别是在低 压)，但是迟滞误差较大，波纹管压力表的测 量范围较小，一般为0～0.4MPa，仪表的准 确度等级为1.5～2.5级。
(一)霍尔效应
把半导体单晶薄片(霍尔片)置于磁场B中，
当在晶片的y轴方向上通以一定大小的电流I时，
在晶片的x轴方向的两个端面上将出现电势，
这种现象称霍尔效应，所产生的电势称为霍尔
电势UH。 刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
霍尔电势UH与电流I以及磁场强度B的关系 如下：
UH=RHIB 式中，RH为霍尔系数，与霍尔片材料、结构尺 寸有关。改变磁场强度B或电流I都可使UH发生 变化。
133.3 1.316×10-3
1
13.595
毫米水柱 (mmH2O)
千克力/厘米2 (工程大气压)
(kgf/cm2)
9.807 98066.5
0.968×10-4 0.968
7.36×10-2 735.56
1 1.000×104
巴 (bar)
105
0.987
750.062
1.020×104
刘玉长 磅/寸2 (Psi)
(2) 重力平衡方法：
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。
(3) 机械力平衡方法：
将被测压力经变换元件转移成一个集中力，用外力与 之平衡，通过测得平衡时的外力来得到被测压力。
(4)物性测量方法：
基于敏感元件在压力的作用下某些物理特性发生与压
力成确定关系变化的原理。
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
第二节 弹性式压力计
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。
1.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)，
2.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。
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
刘玉长
霍尔效应原理 第二章压力检测工作和仪表
(二)霍尔式压力传感器
它由压力-位移转换部分、位移-电势转换部分和稳 压电源等三部分组成。
刘玉长
霍尔片式压力传感器结构原理图 1－弹簧第管二章；压力2检－测磁工作钢和仪；表 3－霍尔片
二、电容式压力传感器
电容式压力传感器是通过弹性膜片位移引起电容量 的变化从而测出压力(或差压)的。平行极板电容器的电 容量C与极板间介质的介电常数ε 、极板面积S以及极板 间距d的关系为：
刘玉长
波纹管
双波纹管差压表
第二章压力检测工作和仪表
(三)膜盒压力表
膜盒压力表主要用于测量较低压力或负压的气体 压力，压力测量范围为-20～40kPa，仪表的准确度等 级一般为1.5～2.5级。
金属膜片
刘玉长
膜盒压力表
第二章压力检测工作和仪表
膜片压力表
第三节 压力(差压)传感器
压力传感器结构型式多种多样，常见的 型式有压电式、压阻式、应变式、电感式、 电容式、霍尔式及振弦式等。
14.223 14.504
1
二、压力的表示方法
压力有三种表示方法，即绝对压力、表压 力、负压力或真空度，它们的关系如下图所示。
P绝对压力
P表压 P真空度 P绝对压力
大气压力线 绝对压力的零线
刘玉长
绝对压力、表压、负压(真空度)的关系
第二章压力检测工作和仪表
三、压力检测方法
(1) 弹性力平衡法：
利用弹性元件受压力作用发生弹性形变而产生的弹性 力与被测压力相平衡的原理。
689.5
6.805×10-2
51.715
703.072
第二章压力检测工作和仪表
1.033 1.360×10-3 1.000×10-4
1 1.020 7.031×10-2
1.013 1.333×10-3 9.807×10-5
0.981 1
6.895×10-2
14.696 1.934×10-2 1.422×10-3
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
表1 常用压力换算表
单位
Pa
atm
mmHg mmH2O kgf/cm2
bar
Psi
帕斯卡(Pa)
1
9.869×10-6 7.501×10-3
0.102
1.02×10-5
10-5
1.450×10-4
标准大气压 (atm)
101325
1
760
1.033×104
毫米汞柱 (mmHg)
一、 测量原理
当弹性元件在轴向受到外力作用 时，就 会产生拉伸或压缩位移x，即
x=pA/C——虎克定律
式中，p—为压力，Pa； A—承受压力的有效面积，m2； C—弹性元件的刚度系数。
当弹性元件材料、尺寸等确定后，则弹性 元件产生拉伸或压缩位移x与被测压力p成正比， 这就是弹性式压力表的测量原理。
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
二、弹性元件结构和特点
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
三、弹性式压力计
(一)弹簧管压力计
弹簧管压力表在 弹性式压力表中更是 历史悠久，应用广泛。 2a 弹簧管压力表中压力 2b 敏感元件是弹簧管。 弹簧管的横截面呈非 圆形(椭圆形或扁形)， 弯成圆弧形的空心管 子，如图所示。
电气式压力检测方法一般是用压力敏感 元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量 的变化。能实现这种压力-电量转换的压敏元 件有：压电材料、应变片和压阻元件。
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
一、霍尔压力传感器
霍尔压力传感器属于位移式压力(差压)传 感器。它是利用霍尔效应，把压力作用所产生 的弹性元件的位移转变成电势信号，实现压力 信号的远传。
第二章 压力检测与仪表
压力(真空度)是工业生产过程中一种常
见而又重要的检测参数。
压力检测的意义：1.正确的检测和控制压力
是保证工业生产过程良好地运行，达到高产、
优质、低耗及安全生产的重要环节。
2.此外，生产过程的一些其它参数，如物
位、流量等也可以通过测量压力或差压的测
量而获得。 刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
第一节 概述 第二节 弹性式压力计 第三节 压力(差压)传感器 第四节 真空计 第五节 压力检测仪表的选用
刘玉长
第二章压力检测工作和仪表
第一节 概 述
一、压力定义与单位
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”。 由于历史原因，其它一些压力单位还在 使用，表1给出了各种压力单位之间的换算关 系。