过程检测技术及仪表2章-压力测量PPT课件
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波纹管的位移相对较大，一般可在其顶端安装传动机构，带动 指针直接读数。其特点是灵敏高（特别是在低压区），常用于 检测较低的压力（1.0～106Pa），但波纹管迟滞误差较大，精 度一般只能达到1.5级；
– 在使用时，被测压力的瞬时值不能超过 测量范围 。
3. 4 负荷式压力检测
特点：应用范围广、结构简单、稳定可靠、准 确度高、重复性好、 用途：1、用作检验、检定压力表和压力传感 器的标准仪器
2、标准压力发生器
活塞式压力计
• 活塞式压力计
• 测量原理： P=G/S
所以 G=P•S • 精确度高，允许误差
可以小到0.05％～ 0.02。 • 常用作标准仪表，检 验其它压力计 • 参见下图
活塞式压力计
活塞式压力计
12
11 10
1、手轮2、手摇泵3、活塞4、被校压力表5、7、切断阀 8、标准压力表 9、贮油杯、10、测量活塞、11、砝码托盘、12、 砝码
压力表的示值：P=(m1+m2)g/A P-被测压力；m1-活塞及托盘的质量； m2-砝码质量；A-活塞承受 压力的有效面积；g-重力加速度
液体压力计的误差
3、重力加速度变化误差； 4、传压介质误差: 传压介质是指工作液上方的介质（一般是
气体），当U形管两个引压管的高度差相 差较大，而气体的密度又较大时，引压 管内传压介质对工作液的压力作用会引 起测量误差。 5、读数误差；
其他液柱式压力计
测量原理：P=h 所以 h=P/
P0 P0
目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多， 根据敏感元件和转换原理的不同，一般 分为四类：
(1)液柱式压力检测 一般采用充有水或水银等液体的 玻璃U形管或单管进行测量。
(2)弹性式压力检测 它是根据弹性元件受力变形的原 理，将被测压力转换成位移进行测量的。 常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹 管等。
• 精密浮球置于气流喷嘴内部，专用砝码通 过砝码架作用在浮球体的顶端，当喷嘴内 的气体压力作用在浮球体下部时，会使浮 球在喷嘴内飘浮起来。在浮球处于飘浮状 态下时，专用砝码质量所产生的重力与气 压的作用力相平衡，浮球式压力计便输出 一个稳定而精确的压力值。
• 浮球式压力计的精度
• 等级分为一等、二等。一等的精度为0.02%，目 前国内产量很少。二等的精度为0.05%，国内生 产厂家较多。这种压力计的精度等级取决于浮球 和喷嘴的制造精度和专用砝码的质量精度。
P P
单管压力计：
P=P0+ρgh
斜管压力计： P=P0+ρgh
• 液体压力计的使用 液体压力计在使用时，须注意以下问题：
– 压力计工作时，如实际工作温度和当地 重力加速度偏离仪表设计值；应对仪表 读数进行修正 ;
– 压力计应垂直安装使用 ;
– 应根据被测介质的特性和压力的测量范 围选择合适的工作液;
3压力、压差测量
3.1 压力的表示方法
三种压力表示方法
绝对压力
pa
表
压
力 pa1
p
负压或真空度
ph
p ph
大气压p0 1.01325×105Pa
pa2 绝对压力零线
绝对压力是指物体所受的实际压力。
表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之 差。
p pa p0
ph p0 pa
活塞式压力计
活塞式压力计误差分析
1、重力加速度的影响：重力加速度与所在的海拔、纬度有关； 2、空气浮力的影响：空气对砝码会产生浮力； 3、温度变化的影响：当环境温度不是20度时，要引入温度修 正因子；
浮球式压力计
• 浮球式压力计的用途：
• 在气体压力仪器仪表的生产、科研和各级计量检 定、校准机构使用。可用于测量各种气体压力， 大多用来检验各种气体压力测量仪器仪表。
பைடு நூலகம்• 特点：传压介质是压缩空气，克服了活塞式压力 计因油的表面张力、粘度等产生的摩擦力，也没 有活塞式压力计的漏油问题，特别适用于禁油类 压力计和传感器的检定。
• 组成：浮球、喷嘴、砝码支架、专用砝码、流量 调节器、气体过滤器、底座、水平调节器等。
• 工作原理：
• 浮球式压力计是以气体作为压力源，以精 密浮球处于工作状态时的压力作用面积为 浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。
• 浮球式压力计的测压范围
• 最高测量上限一般只能达到0.6MPa
3. 5 弹性式压力检测
弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一 种检测方法。
x
x
x
x
px
平薄膜
px
波纹膜
x
px
波纹管
px
px
单圈弹簧管 多圈弹簧管
膜 片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。但是 膜片的位移较小，灵敏度低，指示精度不高，一般为2.5级。膜 片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件 把压力转换成电信号；
学原理为基础的，它们一般采用
h
水银或水为工作液，用U型管进行
测量，常用于较低压力、负压或
压力差的检测。
(a)
(b)
p p2 p1 gh
特点：直观、可靠、准确度较高等，但U形管只能测 量较低的压力或差压，为了便于读数，U形管一般是用 玻璃做成，易破损，另外它只能进行现场指示。
• 用U形管进行压力检测，其误差来源主要有：
• 1、温度误差——由使用环境温度的变化引 起的测量误差。
• 它主要包括两个方面：一是标尺长度随 温度的变化（要求U形管材料的温度系数极 小）；二是工作液密度随温度的变化。例如 水，当温度从10℃变到20℃时，其密度从 999.8kg/m3减小到998.3kg/m3，相对变化 量为0.15％。
• 2、安装误差——当U形管安装不垂直时将 会产生安装误差。例如 若倾斜5°，读数误 差约0.38％。
3. 2 压力检测方法的分类
• (3)电气式压力检测 它是利用敏感元件将被 测压力直接转换成各种电量进行测量的仪 表，如电阻、电荷量等。
• (4)负荷式压力检测 它是根据静力平衡原理 进行测量，典型仪表有活塞式、浮球式和 钟罩式三种。
3. 3 液柱式压力检测
液柱式压力检测是以液体静力
p1 p2
p1 p2
真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压。
• 由于各种工艺设备和检测仪表通常是处于 大气之中，本身就承受着大气压力，因此 工程上通常采用表压或者真空度来表示压 力的大小，一般的压力检测仪表所指示的 压力也是表压或者真空度。
• 除特殊说明之外，以后所提及的压力均指 表压。
3. 2 压力检测方法的分类
– 在使用时，被测压力的瞬时值不能超过 测量范围 。
3. 4 负荷式压力检测
特点：应用范围广、结构简单、稳定可靠、准 确度高、重复性好、 用途：1、用作检验、检定压力表和压力传感 器的标准仪器
2、标准压力发生器
活塞式压力计
• 活塞式压力计
• 测量原理： P=G/S
所以 G=P•S • 精确度高，允许误差
可以小到0.05％～ 0.02。 • 常用作标准仪表，检 验其它压力计 • 参见下图
活塞式压力计
活塞式压力计
12
11 10
1、手轮2、手摇泵3、活塞4、被校压力表5、7、切断阀 8、标准压力表 9、贮油杯、10、测量活塞、11、砝码托盘、12、 砝码
压力表的示值：P=(m1+m2)g/A P-被测压力；m1-活塞及托盘的质量； m2-砝码质量；A-活塞承受 压力的有效面积；g-重力加速度
液体压力计的误差
3、重力加速度变化误差； 4、传压介质误差: 传压介质是指工作液上方的介质（一般是
气体），当U形管两个引压管的高度差相 差较大，而气体的密度又较大时，引压 管内传压介质对工作液的压力作用会引 起测量误差。 5、读数误差；
其他液柱式压力计
测量原理：P=h 所以 h=P/
P0 P0
目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多， 根据敏感元件和转换原理的不同，一般 分为四类：
(1)液柱式压力检测 一般采用充有水或水银等液体的 玻璃U形管或单管进行测量。
(2)弹性式压力检测 它是根据弹性元件受力变形的原 理，将被测压力转换成位移进行测量的。 常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹 管等。
• 精密浮球置于气流喷嘴内部，专用砝码通 过砝码架作用在浮球体的顶端，当喷嘴内 的气体压力作用在浮球体下部时，会使浮 球在喷嘴内飘浮起来。在浮球处于飘浮状 态下时，专用砝码质量所产生的重力与气 压的作用力相平衡，浮球式压力计便输出 一个稳定而精确的压力值。
• 浮球式压力计的精度
• 等级分为一等、二等。一等的精度为0.02%，目 前国内产量很少。二等的精度为0.05%，国内生 产厂家较多。这种压力计的精度等级取决于浮球 和喷嘴的制造精度和专用砝码的质量精度。
P P
单管压力计：
P=P0+ρgh
斜管压力计： P=P0+ρgh
• 液体压力计的使用 液体压力计在使用时，须注意以下问题：
– 压力计工作时，如实际工作温度和当地 重力加速度偏离仪表设计值；应对仪表 读数进行修正 ;
– 压力计应垂直安装使用 ;
– 应根据被测介质的特性和压力的测量范 围选择合适的工作液;
3压力、压差测量
3.1 压力的表示方法
三种压力表示方法
绝对压力
pa
表
压
力 pa1
p
负压或真空度
ph
p ph
大气压p0 1.01325×105Pa
pa2 绝对压力零线
绝对压力是指物体所受的实际压力。
表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之 差。
p pa p0
ph p0 pa
活塞式压力计
活塞式压力计误差分析
1、重力加速度的影响：重力加速度与所在的海拔、纬度有关； 2、空气浮力的影响：空气对砝码会产生浮力； 3、温度变化的影响：当环境温度不是20度时，要引入温度修 正因子；
浮球式压力计
• 浮球式压力计的用途：
• 在气体压力仪器仪表的生产、科研和各级计量检 定、校准机构使用。可用于测量各种气体压力， 大多用来检验各种气体压力测量仪器仪表。
பைடு நூலகம்• 特点：传压介质是压缩空气，克服了活塞式压力 计因油的表面张力、粘度等产生的摩擦力，也没 有活塞式压力计的漏油问题，特别适用于禁油类 压力计和传感器的检定。
• 组成：浮球、喷嘴、砝码支架、专用砝码、流量 调节器、气体过滤器、底座、水平调节器等。
• 工作原理：
• 浮球式压力计是以气体作为压力源，以精 密浮球处于工作状态时的压力作用面积为 浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。
• 浮球式压力计的测压范围
• 最高测量上限一般只能达到0.6MPa
3. 5 弹性式压力检测
弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一 种检测方法。
x
x
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px
平薄膜
px
波纹膜
x
px
波纹管
px
px
单圈弹簧管 多圈弹簧管
膜 片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。但是 膜片的位移较小，灵敏度低，指示精度不高，一般为2.5级。膜 片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件 把压力转换成电信号；
学原理为基础的，它们一般采用
h
水银或水为工作液，用U型管进行
测量，常用于较低压力、负压或
压力差的检测。
(a)
(b)
p p2 p1 gh
特点：直观、可靠、准确度较高等，但U形管只能测 量较低的压力或差压，为了便于读数，U形管一般是用 玻璃做成，易破损，另外它只能进行现场指示。
• 用U形管进行压力检测，其误差来源主要有：
• 1、温度误差——由使用环境温度的变化引 起的测量误差。
• 它主要包括两个方面：一是标尺长度随 温度的变化（要求U形管材料的温度系数极 小）；二是工作液密度随温度的变化。例如 水，当温度从10℃变到20℃时，其密度从 999.8kg/m3减小到998.3kg/m3，相对变化 量为0.15％。
• 2、安装误差——当U形管安装不垂直时将 会产生安装误差。例如 若倾斜5°，读数误 差约0.38％。
3. 2 压力检测方法的分类
• (3)电气式压力检测 它是利用敏感元件将被 测压力直接转换成各种电量进行测量的仪 表，如电阻、电荷量等。
• (4)负荷式压力检测 它是根据静力平衡原理 进行测量，典型仪表有活塞式、浮球式和 钟罩式三种。
3. 3 液柱式压力检测
液柱式压力检测是以液体静力
p1 p2
p1 p2
真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压。
• 由于各种工艺设备和检测仪表通常是处于 大气之中，本身就承受着大气压力，因此 工程上通常采用表压或者真空度来表示压 力的大小，一般的压力检测仪表所指示的 压力也是表压或者真空度。
• 除特殊说明之外，以后所提及的压力均指 表压。
3. 2 压力检测方法的分类