2章参数检测的一般方法与压力测量.pptx
合集下载
章参数检测的一般方法与压力测量
章参数检测的一般方法与压力测量
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律 3.物质定律
是关于各种物质本身内在性质的定律、法则、规律。 如电阻的热阻效应，温度变化其电阻会变化。 4、统计法则 是利用统计方法把微观系统与宏观系统联系起来的 物理法则。
章参数检测的一般方法与压力测量
二、参数检测的一般方法
参见P23
章参数检测的一般方法与压力测量
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
2、场的定律:是关于物质作用的定律, 如静电场、电 磁场的感应定律、动力场的运动定律等等。
典型例子：电容传感器。 C=εS/d
ε——两平行板间物质的介电常数，S——平行板面积， d——两平行板之间的距离。 ⑴、如果把一个极板固定，把另一个极板与可产生位 移的敏感元件相连，即可将敏感元件的位移转换成电 容量的大小。 ⑵ 、改变面积测物位。
章参数检测的一般方法与压力测量
膜盒压力表
章参数检测的一般方法与压力测量
隔膜压力表
章参数检测的一般方法与压力测量
隔膜压力表
• 结构: 1.表头(弹簧管、拉杆、齿轮传动放大机构、
指针、表盘、外壳等） 2.膜座 3.隔离膜片 4.连接体
章参数检测的一般方法与压力测量
隔膜压力表
• 主要技术指标 • 精度等级：1.5-2.5级 • 隔膜表的耐腐蚀性：选择合适的隔膜、法
章参数检测的一般方法与压力测量
其他液柱式压力计
测量原理：P=h 所以 h=P/
P0 P0
P P
单管压力计：
P=P0+ρgh
斜管压力计： P=P0+ρgh
章参数检测的一般方法与压力测量
• 液体压力计的使用 液体压力计在使用时，须注意以下问题：
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律 3.物质定律
是关于各种物质本身内在性质的定律、法则、规律。 如电阻的热阻效应，温度变化其电阻会变化。 4、统计法则 是利用统计方法把微观系统与宏观系统联系起来的 物理法则。
章参数检测的一般方法与压力测量
二、参数检测的一般方法
参见P23
章参数检测的一般方法与压力测量
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
2、场的定律:是关于物质作用的定律, 如静电场、电 磁场的感应定律、动力场的运动定律等等。
典型例子：电容传感器。 C=εS/d
ε——两平行板间物质的介电常数，S——平行板面积， d——两平行板之间的距离。 ⑴、如果把一个极板固定，把另一个极板与可产生位 移的敏感元件相连，即可将敏感元件的位移转换成电 容量的大小。 ⑵ 、改变面积测物位。
章参数检测的一般方法与压力测量
膜盒压力表
章参数检测的一般方法与压力测量
隔膜压力表
章参数检测的一般方法与压力测量
隔膜压力表
• 结构: 1.表头(弹簧管、拉杆、齿轮传动放大机构、
指针、表盘、外壳等） 2.膜座 3.隔离膜片 4.连接体
章参数检测的一般方法与压力测量
隔膜压力表
• 主要技术指标 • 精度等级：1.5-2.5级 • 隔膜表的耐腐蚀性：选择合适的隔膜、法
章参数检测的一般方法与压力测量
其他液柱式压力计
测量原理：P=h 所以 h=P/
P0 P0
P P
单管压力计：
P=P0+ρgh
斜管压力计： P=P0+ρgh
章参数检测的一般方法与压力测量
• 液体压力计的使用 液体压力计在使用时，须注意以下问题：
压力测试技术PPT课件
4．摩擦误差 仪表的活动部件运动时，相互间存在摩擦力， 产生摩擦误差。
5．温度误差 环境温度的变化会引起金属材料弹性模量的变 化，造成温度误差。
➢弹性式压力计误差的改善途径
1．用无迟滞误差或迟滞误差极小的“全弹性”材料和 温度误差很小的“恒弹性”材料制造弹性元件。 2．采用新的转换技术，减少或取消中间传动机构，以 减少间隙误差和磨擦误差。 3．限制弹性元件的位移量，采用无干磨擦的弹性支承 或磁悬浮支承等。 4．采用合适的制造工艺，使材料的优良性能得到充分 的发挥。
电阻应变计测量特点
▪ ①测量方法简单，价格低廉； ▪ ②灵敏度高，测量应变的灵敏度可达l微应变，即等于10-6～mm／
mm，准确度可达1％～2％； ▪ ③频率响应好，可测量0～500 000 Hz的动态应变，惯性极小； ▪ ④测量应变范围大，量程宽； ▪ ⑤可在高温(800～1000℃)低温(-100～-270 ℃)高压液(高达上万个大
▪ 2.应变片的温度特性
温度变化 电阻丝与试件的线膨胀系数变化
Rt Rt1 Rt2
R0t R K ( f s )t
电阻应变式压力传感器（2）
▪ 电阻应变片的温度效应：
➢ 由温度变化引起的电阻变化； ➢ 温度补偿方法：
自补偿法； 桥路补偿法：在电桥中加入补偿片，补偿温度变
化引起的电阻偏差。
应变式压力传感器工作原理
应变片是基于应变效应工作的一种压力敏感元 件，当应变片受外力作用产生形变时，应变片 的电阻值也将发生相应变化。
应变式压力传感器是由弹性元件、应变片以及 相应的桥路组成的。
电阻应变式压力传感器（1）
▪ 结构原理
➢ 压力使弹性敏感元件变 形，导致敏感元件的电 阻发生变化。通过电桥 记录电信号的变化，达 到测压的目的。
5．温度误差 环境温度的变化会引起金属材料弹性模量的变 化，造成温度误差。
➢弹性式压力计误差的改善途径
1．用无迟滞误差或迟滞误差极小的“全弹性”材料和 温度误差很小的“恒弹性”材料制造弹性元件。 2．采用新的转换技术，减少或取消中间传动机构，以 减少间隙误差和磨擦误差。 3．限制弹性元件的位移量，采用无干磨擦的弹性支承 或磁悬浮支承等。 4．采用合适的制造工艺，使材料的优良性能得到充分 的发挥。
电阻应变计测量特点
▪ ①测量方法简单，价格低廉； ▪ ②灵敏度高，测量应变的灵敏度可达l微应变，即等于10-6～mm／
mm，准确度可达1％～2％； ▪ ③频率响应好，可测量0～500 000 Hz的动态应变，惯性极小； ▪ ④测量应变范围大，量程宽； ▪ ⑤可在高温(800～1000℃)低温(-100～-270 ℃)高压液(高达上万个大
▪ 2.应变片的温度特性
温度变化 电阻丝与试件的线膨胀系数变化
Rt Rt1 Rt2
R0t R K ( f s )t
电阻应变式压力传感器（2）
▪ 电阻应变片的温度效应：
➢ 由温度变化引起的电阻变化； ➢ 温度补偿方法：
自补偿法； 桥路补偿法：在电桥中加入补偿片，补偿温度变
化引起的电阻偏差。
应变式压力传感器工作原理
应变片是基于应变效应工作的一种压力敏感元 件，当应变片受外力作用产生形变时，应变片 的电阻值也将发生相应变化。
应变式压力传感器是由弹性元件、应变片以及 相应的桥路组成的。
电阻应变式压力传感器（1）
▪ 结构原理
➢ 压力使弹性敏感元件变 形，导致敏感元件的电 阻发生变化。通过电桥 记录电信号的变化，达 到测压的目的。
第2章23压力检测
微型探针压力计 暖风空调压力计 湿式压力变送器 本安压力变送器 OEM血压计
OEM压力芯片
安装事项：
取压位置：由工艺条件确定；
尽量避免涡流影响； 避免流速影响； 避免导压管产生压差。
隔离：
温度隔离：采用铜管散热； 腐蚀性隔离：采用隔离箱（凝液管）； 脏污隔离：采用空气包。
•引压（取压）——在检测对象上开设的引出介质压力的孔
•粘 贴位 置
•2．压电式周界报警系统 （用于重要位置出入口、周界安全防护等）
•
将长的压电电缆埋在泥土的浅表层，可
起分布式地下麦克风或听音器的作用，可在
几十米范围内探测人的步行, 对轮式或履带式
车辆也可以通过信号处理系统分辨出来。
•3.交通监测
•将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车 型分类信息（包括轴数、轴距、轮距、单双 轮胎）、车速监测、收费站地磅、闯红灯拍 照、停车区域监控、交通数据信息采集（道
•堵：固体颗粒（过滤、除尘器）； •结晶（隔离罐） •腐蚀性介质（防腐性能的压力表、隔离罐）
•测量高温介质，蒸汽（冷凝器）
•集液器，测量湿气体时，下方装集液器， •收集介质的液体，防止液体进入引压管路 •集气器，测量液体时，上方装集气器， 收集介质的气体，防止气体进入引压管路
•电远传
• 霍尔元件
• 位移
• 电信号
•特点：结构简单， •价格便宜，
•使用和维修方便
压力
• 电阻/电压等
电气式压力计通常两部分组成：
➢ 一次仪表（压力探头）：将压力转换为微弱电参 数；
➢ 二次仪表：将微弱电参数转换为标准电信号。
• 压力
• 微弱电信号
• 标准电信号
• 压力敏感元件
Chapter2压力测量.pptx
(3) 机械力平衡方法 这种方法是将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用
外力与之平衡，通过测量平衡时的外力测知被测压力。力平衡 式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。 (4) 物性测量方法
利用敏感元件在压力的作用下，其某些物理特性发生与压 力成确定关系变化的原理，将被测压力直接转换为各种电量来 测量。如应变式、压电式、电容式压力传感器等等。11.934 ×10-2
0.70307 ×10-1
0.51715 ×102
1
4＃. 压力检测的基本方法 根据不同工作原理，压力检测方法可分为如下几种： (1) 重力平衡方法 这种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，将被测压力转换为液柱高度或平 衡砝码的重量来测量。例如液柱式压力计和活塞式压力计。 (2) 弹性力平衡方法 利用弹性元件受压力作用发生弹性变形而产生的弹性力与 被测压力相平衡的原理，将压力转换成位移，通过测量弹性元 件位移变形的大小测出被测压力。此类压力计有多种类型，可 以测量压力、负压、绝对压力和压差，应用最为广泛。
p1 p2 gh
(3-2)
式中 A—U形管内孔截面积； —U形管内工作液的密度； g—重力加速度。
由上式可求得两压力的差值或在己知一个压力的情况下 （例如压力），求出另一压力值。
p p1 p2 gh
p1 p2 gh
(3-3)
可见U形管内的液柱差h与被测差压或压力成正比，
因此被测压差或压力可以用工作液高度h的大小来表示。
3.3.2 液柱式压力计
应用液柱测量压力的方法是以流体静力学原理为基础的。 一般是采用充有水或水银等液体的玻璃U形管、单管或斜管 进行压力测量的，其结构形式如图3-2所示。
(1) U形管压力计
外力与之平衡，通过测量平衡时的外力测知被测压力。力平衡 式仪表可以达到较高精度，但是结构复杂。 (4) 物性测量方法
利用敏感元件在压力的作用下，其某些物理特性发生与压 力成确定关系变化的原理，将被测压力直接转换为各种电量来 测量。如应变式、压电式、电容式压力传感器等等。11.934 ×10-2
0.70307 ×10-1
0.51715 ×102
1
4＃. 压力检测的基本方法 根据不同工作原理，压力检测方法可分为如下几种： (1) 重力平衡方法 这种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，将被测压力转换为液柱高度或平 衡砝码的重量来测量。例如液柱式压力计和活塞式压力计。 (2) 弹性力平衡方法 利用弹性元件受压力作用发生弹性变形而产生的弹性力与 被测压力相平衡的原理，将压力转换成位移，通过测量弹性元 件位移变形的大小测出被测压力。此类压力计有多种类型，可 以测量压力、负压、绝对压力和压差，应用最为广泛。
p1 p2 gh
(3-2)
式中 A—U形管内孔截面积； —U形管内工作液的密度； g—重力加速度。
由上式可求得两压力的差值或在己知一个压力的情况下 （例如压力），求出另一压力值。
p p1 p2 gh
p1 p2 gh
(3-3)
可见U形管内的液柱差h与被测差压或压力成正比，
因此被测压差或压力可以用工作液高度h的大小来表示。
3.3.2 液柱式压力计
应用液柱测量压力的方法是以流体静力学原理为基础的。 一般是采用充有水或水银等液体的玻璃U形管、单管或斜管 进行压力测量的，其结构形式如图3-2所示。
(1) U形管压力计
压力的测量PPT课件
(1) 差动整流电路 这种电路是把差动变压器的两个次级输出电压分别整流， 然后将整流的电压或电流的差值作为输出。
第25页/共154页
T
Ui
x
T
Ui
x
R0 U o
(a)半波电压输出
a Tb
Ui
c x d
R0
Uo
(b)半波电流输出
T
Ui
x
差动整流电路
1
4
29
C1
3
11
R0U o
5
8
6
C2
10
7 (c)全波电压输出
（4） 粘结剂
用于将敏感栅固定于基底上，并将盖片与基底粘贴在 一起。使用金属应变片时，也需用粘结剂将应变片基底 粘贴在构件表面某个方向和位置上。以便将构件受力后 的表面应变传递给应变计的基底和敏感栅。
常用的粘结剂分为有机和无机两大类。有机粘结剂 用于低温、常温和中温。常用的有聚丙烯酸酯、酚醛树 脂、有机硅树脂，聚酰亚胺等。无机粘结剂用于高温， 常用的有磷酸盐、硅酸、硼酸盐等。
2021/6/4
35
第35页/共154页
一、 金属应变片式传感器
金属应变片式传感器的核心元件是金属应变片，它 可将试件上的应变变化转换成电阻变化。
优点： ①精度高，测量范围广 ②频率响应特性较好 ③结构简单，尺寸小，重量轻 ④可在高(低)温、高速、高压、强烈振动、强
磁场及核辐射和化学腐蚀等恶劣条件下正常工作 ⑤易于实现小型化、固态化 ⑥价格低廉，品种多样，便于选择
对应变片要求必须根据实际使用情况，合理选择。
（2） 基底和盖片
基底用于保持敏感栅、引线的几何形状和相对位置，盖
片既保持敏感栅和引线的形状和相对位置，还可保护敏
第25页/共154页
T
Ui
x
T
Ui
x
R0 U o
(a)半波电压输出
a Tb
Ui
c x d
R0
Uo
(b)半波电流输出
T
Ui
x
差动整流电路
1
4
29
C1
3
11
R0U o
5
8
6
C2
10
7 (c)全波电压输出
（4） 粘结剂
用于将敏感栅固定于基底上，并将盖片与基底粘贴在 一起。使用金属应变片时，也需用粘结剂将应变片基底 粘贴在构件表面某个方向和位置上。以便将构件受力后 的表面应变传递给应变计的基底和敏感栅。
常用的粘结剂分为有机和无机两大类。有机粘结剂 用于低温、常温和中温。常用的有聚丙烯酸酯、酚醛树 脂、有机硅树脂，聚酰亚胺等。无机粘结剂用于高温， 常用的有磷酸盐、硅酸、硼酸盐等。
2021/6/4
35
第35页/共154页
一、 金属应变片式传感器
金属应变片式传感器的核心元件是金属应变片，它 可将试件上的应变变化转换成电阻变化。
优点： ①精度高，测量范围广 ②频率响应特性较好 ③结构简单，尺寸小，重量轻 ④可在高(低)温、高速、高压、强烈振动、强
磁场及核辐射和化学腐蚀等恶劣条件下正常工作 ⑤易于实现小型化、固态化 ⑥价格低廉，品种多样，便于选择
对应变片要求必须根据实际使用情况，合理选择。
（2） 基底和盖片
基底用于保持敏感栅、引线的几何形状和相对位置，盖
片既保持敏感栅和引线的形状和相对位置，还可保护敏
第二章压力检测第二章
•10
第二章压力检测第二章
第一节 压力单位及测压仪表
•测量压力或真空度的仪表按照其转换原理的不同，分为四类。 •1.液柱式压力计 •它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。
•按其结构形式的不 •有U形管压力计、单管压力计等 同
•优点
•这类压力计结构简单、使用方便
•缺点
• 其精度受工作液的毛细管作用、密度及视 差等因素的影响，测量范围较窄，一般用来测 量较低压力、真空度或压力差。
•缺点 •结构较复杂，价格较贵。
•17
第二章压力检测第二章
第二节 弹性式压力计
•定义 •优点
• 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。
•15
第二章压力检测第二章
•种类 电容式、电阻式、电感式、应变片式和霍尔片式等 压力计。
•16
第二章压力检测第二章
第一节 压力单位及测压仪表
•4.活塞式压力计 • 它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换 成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。 •优点 •测量精度很高，允许误差可小到0.05%～0.02%。
1.422 1
14.50
0.0980 6
0.0689 5
1
•9
第二章压力检测第二章
第一节 压力单位及测压仪表
•在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。
•p表
•P绝
•P真
•大气压力线
•P绝 • 零线
• 图2-1 绝对压力、表压、 负压（真空度）的关系
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
– 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
• 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
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。
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
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
3.物质定律 是关于各种物质本身内在性质的定律、法则、规律。 如电阻的热阻效应，温度变化其电阻会变化。
4、统计法则 是利用统计方法把微观系统与宏观系统联系起来的
物理法则。
二、参数检测的一般方法
• 参数的检测是利用敏感元件把被测参数的信息转换为另一 种形式的信息，便于进一步进行信息处理（变换）或显示
• 参数检测一般可分为： – 光学法 – 力学法 – 热学法 – 电学法 – 声学法 – 磁学法 – 射线法
压力测量
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
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。
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。
(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。
• 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。
参见P23
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
2、场的定律:是关于物质作用的定律, 如静电场、电 磁场的感应定律、动力场的运动定律等等。
典型例子：电容传感器。 C=εS/d
ε——两平行板间物质的介电常数，S——平行板面积， d——两平行板之间的距离。 ⑴、如果把一个极板固定，把另一个极板与可产生位 移的敏感元件相连，即可将敏感元件的位移转换成电 容量的大小。 ⑵ 、改变面积测物位。
• 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％。
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
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
• 守恒定律 • 场的定律 • 物质定律 • 统计法则
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
1.守恒定律 守恒定律是自然界最基本的定律，它包括能量守恒、 动量守恒、电荷量守恒等等。 例如：比托管流量计、孔板流量计、转子流量计等就 是根据流体的动能和静压能之间的变化(能量守恒)来测 量流体的流速。
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;
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。
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
• 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
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。
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
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
3.物质定律 是关于各种物质本身内在性质的定律、法则、规律。 如电阻的热阻效应，温度变化其电阻会变化。
4、统计法则 是利用统计方法把微观系统与宏观系统联系起来的
物理法则。
二、参数检测的一般方法
• 参数的检测是利用敏感元件把被测参数的信息转换为另一 种形式的信息，便于进一步进行信息处理（变换）或显示
• 参数检测一般可分为： – 光学法 – 力学法 – 热学法 – 电学法 – 声学法 – 磁学法 – 射线法
压力测量
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
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。
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。
(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。
• 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。
参见P23
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
2、场的定律:是关于物质作用的定律, 如静电场、电 磁场的感应定律、动力场的运动定律等等。
典型例子：电容传感器。 C=εS/d
ε——两平行板间物质的介电常数，S——平行板面积， d——两平行板之间的距离。 ⑴、如果把一个极板固定，把另一个极板与可产生位 移的敏感元件相连，即可将敏感元件的位移转换成电 容量的大小。 ⑵ 、改变面积测物位。
• 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％。
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
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
• 守恒定律 • 场的定律 • 物质定律 • 统计法则
第一节 参数检测的一般方法和原理
一、自然规律
1.守恒定律 守恒定律是自然界最基本的定律，它包括能量守恒、 动量守恒、电荷量守恒等等。 例如：比托管流量计、孔板流量计、转子流量计等就 是根据流体的动能和静压能之间的变化(能量守恒)来测 量流体的流速。
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;
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。