自动检测技术压力测量
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因为：R1 R2 R1' R2'
可得: '
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。
0
h2
h1
U型管
二．单管式压力计
Pd
Baidu Nhomakorabea
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
Px
因 为 A1 、 A2 为 常 数 ， 这 样 可 通 过
h2
一次读数进行压差测量。当A2/A1 h1
很小时，h1可忽略，公式简化为：
P gh2
直管
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 )
)gg((AAAA1212llllssiinnaa))
PB PZ
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
可负，为负时其绝对值称为真空度。
压力单位
帕(Pa) N/m2，国际单位 兆帕(MPa) 106Pa 工程大气压， kgf/cm2 ，98070 Pa
2. 重力加速度变化的影响及修正
标准重力加速 度下的工作液
柱高度
hn
g gn
h
使用地点的工 作液柱高度
3．毛细现象的影响
为了减少该误差，通常要求测量管的内径一 般不小于10mm。
问题？
1. 斜管式微压计用水作介质，可以吗？
2. 液柱式压力计，水作工作介质，为了便于读 数，在水中加入红墨水，可以吗？
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。
mmH2O， 9.81 Pa mmHg ，133 Pa
二．压力测量仪表的分类
1．液柱式压力计 2．弹性式压力计 3．电气式压力计 4．活塞式压力计
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
3. 斜管式微压计，测量时看不到液柱，是怎么 回事？
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
常用弹性压力表：
弹簧管式
膜片（盒）式
3．弹簧管： 单圈弹簧管 多圈弹簧管
Px
弹簧管是怎样产生形变的呢？
假设被测压力大于外界大气压力，产生短轴变长，
长轴变短的弹性形变，使管子在弯曲方向上的刚度
增大，自由端向管子伸直的方向运动。对应的几何
分析如下：
R1
R1 R1' ' R2 R2' ' R2
两式相减: R1 R2 R1' R2' '
2．霍尔压力变送器
（1）霍尔效应：把半导
体单晶薄片置于磁场B中，
如果在它的两个纵向面
上通以一定大小的电流，
则在晶体的两个横向端
面之间出现电势UH，叫
霍尔效应，产生的电势
称为霍尔电势。
灵敏度常数
VH RH IB
(2)霍尔电势的产生：
N
S
将固定在弹性元件上的霍尔片
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
P2
l h1
ggg(AA((12AAAA斜l1212管l
L
sin a)
ssiinnaa))ll
g
h2
( A2 A1
sin a)l
四．液柱式压力计的测量误差及其修正
P gh
1．环境温度变化的影响及修正
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：
ht0 ht 1 (t t0 )
弹簧管压力计
弹簧管压力计
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。
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 ， δ0.05—0.2 ， maxΔd=0.1mm。
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
k2
s 4
1电容式压力压差变送器
•设 测 量 膜 片 在 Δp 作 用 下 的位移Δd，Δd=k1Δp。
C1
d0
k2 d
C2
d0
k2 d
•由C1、C2可得
C2 C2
C1 C1
d d0
k1p d0
k3p
特点：灵敏度高、精度高，精度可达0.2、0.25，
稳定可靠。尤适用于测高静压微压差的场合。
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。
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，
第五章 压力测量
基本教学内容
压力的 基本概念 液柱式压力计
U型管压力计、单管压力计、斜管式微压计 弹性式压力计
弹簧管式、膜片（盒）式、波纹管式 电气式压力测量
电容式压力压差变送器、霍尔压力变送器、压电 式压力传感器、固体压阻式压力压差传感器 压力检测仪表的选择与校验
第一节 概述
PJ
一、基本概念
压力 垂直作用于物体表面上的力
波纹管式
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
Px 平薄片
Px 波纹片
Px 膜盒
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。
可得: '
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。
0
h2
h1
U型管
二．单管式压力计
Pd
Baidu Nhomakorabea
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
Px
因 为 A1 、 A2 为 常 数 ， 这 样 可 通 过
h2
一次读数进行压差测量。当A2/A1 h1
很小时，h1可忽略，公式简化为：
P gh2
直管
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 )
)gg((AAAA1212llllssiinnaa))
PB PZ
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
可负，为负时其绝对值称为真空度。
压力单位
帕(Pa) N/m2，国际单位 兆帕(MPa) 106Pa 工程大气压， kgf/cm2 ，98070 Pa
2. 重力加速度变化的影响及修正
标准重力加速 度下的工作液
柱高度
hn
g gn
h
使用地点的工 作液柱高度
3．毛细现象的影响
为了减少该误差，通常要求测量管的内径一 般不小于10mm。
问题？
1. 斜管式微压计用水作介质，可以吗？
2. 液柱式压力计，水作工作介质，为了便于读 数，在水中加入红墨水，可以吗？
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。
mmH2O， 9.81 Pa mmHg ，133 Pa
二．压力测量仪表的分类
1．液柱式压力计 2．弹性式压力计 3．电气式压力计 4．活塞式压力计
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
3. 斜管式微压计，测量时看不到液柱，是怎么 回事？
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
常用弹性压力表：
弹簧管式
膜片（盒）式
3．弹簧管： 单圈弹簧管 多圈弹簧管
Px
弹簧管是怎样产生形变的呢？
假设被测压力大于外界大气压力，产生短轴变长，
长轴变短的弹性形变，使管子在弯曲方向上的刚度
增大，自由端向管子伸直的方向运动。对应的几何
分析如下：
R1
R1 R1' ' R2 R2' ' R2
两式相减: R1 R2 R1' R2' '
2．霍尔压力变送器
（1）霍尔效应：把半导
体单晶薄片置于磁场B中，
如果在它的两个纵向面
上通以一定大小的电流，
则在晶体的两个横向端
面之间出现电势UH，叫
霍尔效应，产生的电势
称为霍尔电势。
灵敏度常数
VH RH IB
(2)霍尔电势的产生：
N
S
将固定在弹性元件上的霍尔片
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
P2
l h1
ggg(AA((12AAAA斜l1212管l
L
sin a)
ssiinnaa))ll
g
h2
( A2 A1
sin a)l
四．液柱式压力计的测量误差及其修正
P gh
1．环境温度变化的影响及修正
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：
ht0 ht 1 (t t0 )
弹簧管压力计
弹簧管压力计
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。
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 ， δ0.05—0.2 ， maxΔd=0.1mm。
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
k2
s 4
1电容式压力压差变送器
•设 测 量 膜 片 在 Δp 作 用 下 的位移Δd，Δd=k1Δp。
C1
d0
k2 d
C2
d0
k2 d
•由C1、C2可得
C2 C2
C1 C1
d d0
k1p d0
k3p
特点：灵敏度高、精度高，精度可达0.2、0.25，
稳定可靠。尤适用于测高静压微压差的场合。
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。
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，
第五章 压力测量
基本教学内容
压力的 基本概念 液柱式压力计
U型管压力计、单管压力计、斜管式微压计 弹性式压力计
弹簧管式、膜片（盒）式、波纹管式 电气式压力测量
电容式压力压差变送器、霍尔压力变送器、压电 式压力传感器、固体压阻式压力压差传感器 压力检测仪表的选择与校验
第一节 概述
PJ
一、基本概念
压力 垂直作用于物体表面上的力
波纹管式
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
Px 平薄片
Px 波纹片
Px 膜盒
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。