(五)压力测量仪表

压力测量仪表

1. 什么叫压力，它的法定计量单位是什么？

答：压力是垂直均匀地作用在单位面积上的力，它的法定计量单位是帕斯卡(简称帕)，符号是Pa 。

1Pa 就是1牛顿(N)的力作用在1平方米(m 2)面积上所产生的压力，即

2222.1..111s

m kg m s m kg m N Pa ===− Pa kPa MPa 61010001==

2. 写出其它压力单位与法定压力单位P ａ（帕斯卡）之间的换算关系。 答：1毫米水柱（mmH 2O ）=9.806375Pa ≈9.81帕。

1毫米汞柱（mmHg ）=133.322Pa ≈1.333×102帕

1工程大气压（kgf/cm 2）=9.80665×104Pa ≈9.81×104Pa

1物理大气压（atm ）=101325Pa ≈1.0133×105Pa

1巴（bar ）=100mbar ≈105Pa

3.

什么叫绝对压力、大气压、表压及真空度？它们的相互关系是怎样的？

答：绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。 测量液体压力用的压力表上的读数叫表压，它是流体绝对压力与该处大气压力的差值。

如果被测流体的绝对压力低于大气压，则压力表所测得的压力为负压，其值称为真空度。

绝对压力、大气压、表压、真空度之间的相互关系如图所示。

4. 现用一单管水银压力计测某空气罐内的压力。若当地的重力加速度为标准重力加速度（即g=980.665cm/s 2）,当环境温度为30℃时，从压力计上读得的表压值为420mmHg,试求罐内的绝对压力为多少mmHg ？折合多少Pa?

解：由题可知当地的大气压力为760mmHg 。又由有关手册查得0℃与30℃时，汞的密度分别为13.5951、13.52g/cm 3,故罐内的绝对压力为

kPa mmHg P P P 866.15668.117768.4177605951.1352.13420760==+=×

+=+=表大气绝所以罐内的绝对压力为1177.68 mmHg ，约等于156.866kPa 。

5. 为什么弹簧压力表测的是表压？

答：表压是以大气压力为基准的压力，而弹簧管压力表测的正是这种压力。如图，设被测压力为P，它作用在弹簧管内部；大气压力为P大，它作用在弹簧管外部。

当P＝P大时，P表＝P-P大＝0，仪表指零。

当P＞P大时，P表＝P-P大＞0，仪表指示压力，即表压。

当P＜P大时，P表＝P-P大＜0，仪表指示真空度，也是表压。

即弹簧管压力表测的是被测压力和大气压力之差，所以是表压。

6. 利用弹簧管压力表测压力，在大气中它的指示为P，如果把它移到真空中（如图），则

指示会不会变？

答：会变的，在大气中弹簧管压力表测的是表压；如果把它放到如图示的真空中，则它测的就是绝对压力了。所以若压力表在大气压下指示为P的话。则在真空中指示为P＋大气压力。

7. 绝对压力变送器和一般的压力变送器在结构上有什么不同？

答：绝对压力变送器测的是以绝对零压为起点的压力，而一般的压力变送器测的是以大气压力为起点的压力。所以在结构上，绝压变送器的测压元件的另一边（或外边）必须抽成真空（见下图a）,这样才能以绝对零压为基准。当被测压力高于这个基准时，测压元件就会变形，仪表就有输出，而一般压力变送器的测压元件的另一边（或外边）和大气相通，也就是以大气压力为基准，只有当被测压力必须高于大气压力时，仪表才有输出（见下图b）。

8. 1151GP压力变送器的测量范围原为0~100kPa，现零位迁移100%。则

1. 仪表的测量范围变为多少？

2. 仪表的量程是多少？

3. 输入多少压力时，仪表的输出为4、12、20mA？

答：仪表的原测量范围为0~100kPa，现零位正迁了100%，所以：

1. 测量范围成为100~200kPa.

2. 仪表的量程是200-100＝100kPa.

3. 输入为100kPa时，仪表的输出为4mA。

输入为150kPa时，仪表的输出为12mA。

输入为200kPa时，仪表的输出为20mA。

9. 下图是检验1151GP压力变送器时的接线图，该接线是否有错？如有，请改正。

答：有错误，应把精密电流表的＋、－端子对换。

10. 如何校验一台测量范围为0~200kPa的绝对压力变送器，请画出校验设备及接线图。

答：绝对压力送器的校验设备及接线如图所示。

校验接线图

1—真空泵或活塞式压力计；2—绝对压力变送器；3—数字电压表；4—直流电源24V；5—标准电阻250Ω；6—精密真空表或精密压力表；7—三通接头；8—

放空截止阀

校验时，先要了解当时的大气压力，设为P0。然后按以下方法校验：

1. 用真空泵向变送器内抽真空，当真空表的真空度为P0时，数字电压表的读数

应为1.0V。

2. 打开放空截止阀，当真空表的指示为P0—50kPa时，数字电压表的读数应为

2.0V。

3. 继续打开截止阀，使真空表的读数为P0—100kPa。如此值＜0，则把真空泵换

成活塞式压力计，真空表换成压力表，并向变送器送100kPa—P0的压力，此

时变送器读数应为3.0V；

4. 用活塞式压力计送150kPa—P0和200kPa—P0的压力，此时仪表读数应为4.0V

和5.0V。

18. 填空

1.压力开关是一种简单的（）。当被测压力达到额定值时，压力开关可发出（）信号。

2.压力开关的工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端（）直接或经过比较后推动（），改变（）通断状态，达到控制被测压力的目的。

3.压力开关采用的弹性元件（）、（）、（）及（）等。

4.开关元件有（）、（）、（）等。

5.开关形式有（）和（）二种。

6.调节方式有（）和（）二种。

答案：1.压力控制装置，警报或控制；2.产生位移，开关元件，开关元件；3.单圈弹簧管，膜片，膜盒，波纹管；4.磁性开关，水银开关，微动开关；5.常开式，常闭式；6.两位式，三位式。

19. 位移式压力开关和力平衡式压力开关有什么区别，为什么力平衡式压力开关可以调节开

关差？

答：位移式压力开关是利用弹性元件在被测压力的作用下产生的，直接控制开关元件的通、断状态，以达到控制压力的简易压力控制器。力平衡式压力开关则是当弹性元件转换成的测量力大于或小于某一设定的预紧力时，杠杆机构发生位移，两力失去平衡，从而使控制开关的通、断状态发生改变。由于力平衡式压力开关经过杠杆放大，所以触点功率可以做得很大，有的达660V A。

开关差指的是开关元件在通、断时被测压力之差。由于力平衡式压力开关有差动弹簧，所以其开关差可以调节。

20. 选择

压力表的使用范围一般在它的1/3~2/3处。

1. 如果超过了2/3，则

A．接头或焊口要漏；

B．压力表的传动机构要变形；

C．时间长了精度要下降。

2. 如果低于1/3，则