PPT《第四讲 压力、流量、气氛测试》

第四讲 压力、流量、气氛测试 压力信号的传感与变送流量信号的传感与变送气氛信号的传感与变送四 测试仪表 一 压力信号的传感与变送

(一)压力的定义、单位及分类在工程上的压力,经常以符号P表示:P=F/S (1-22)式中 F――流体介质垂直作用与物体表面的力;

S――承受力的面积.

压力的单位是力和面积的导出单位,由于单位制不同以及使用场合及历史状况的差别,导致压力单位也有很多种,下面介绍几种常用的压力单位.1.? 帕斯卡[Pa]:每平方米的面积上作用有一牛顿的力.它是国际单位制(SI)中规定的压力单位,也是我国国标中规定的压力单位----1[Pa]=1[N/m2]2.? 标准大气压[atm]:当温度为0[℃]、重力加速度为9.80665[m/s2 ]、高度为0.760[m]、密度为13.5951*103[kg/m3]的水银柱所产生的压力.1[atm]=101325[Pa]

3 工程大气压[at].一平方厘米的面积上均匀作用有一公斤力时所产生的压力.1[at]=1[kgf/cm2]=9.80665*104[Pa]4.? 巴[bar].一平方厘米的面积上均运作用有106达因力是所产生的压力.1[bar]=106[dyn/cm2]=105[Pa]5.? 毫米汞柱.以液柱(水银或水或其他液体)高度来表示压力的大小.常用的有毫米汞柱[mmHg]和毫米水柱[mmH2O].1[毫米汞柱]压力又称为1托[1Torr].在标准情况(温度t=0[℃]、重量密度γn=1.33322*106[N/m?3],重力加速度n=9.80665[m/s2])下,1[mmHg]=1[Torr]=1/760[atm]=133.322[Pa] 而对于水柱来说,在其标准情况(温度t=4[℃]、重量密度γn=9.80665*103[N/m?3]、重力加速度n=9.80665[m/s2]下,1[mmH2O]=9.80665[Pa]6.? 磅/英寸2 [psi].一平方英寸的面积上均匀作用有一磅力时所产生的压力.1[psi]=1[lbf/in2]=6.89476*103[Pa] 在工程技术中流体压力可分为:1.大气压.地球表面上的空气重量所产生的压力.它随所在地的海拔高度、纬度和气象情况而变.2.压差(差压).两个压力之间的相对差值.3.绝对压力.相对于零压力(真空)所测得的压力.4.表压力(相对压力).当绝对压力大于大气压时,该绝对压力与大气压之差.5.负压(真空表压力).当绝对压力小于大气压时,大气压与该绝对压力之差. 在工程上,还按压力随时间的变化关系分为:1.? 静态压力.不随时间变化或随时间变化缓慢的压力.2.? 动态压力.随时间作快速变化的压力.工程容器压力范围的划分:微压0~105帕低压105~107帕(100公斤力/厘米2)高压107~6X108帕超高压〉6X108帕真空可分粗真空、低真空、高真空等

(二)压力的测量 1.液柱式压力计P

0、P1,U型管内液面间的高度差(h)与被测压力P1 和P0差值间关系可表示为:ΔP = P1- P0=γh=ρnh式中 γ――液体(常用的是水银和水)的重量密度;

ρ――液体的密度;

n――当地的重量加速度;

h ――液面间的高度差;

ΔP――被测压力间的差压. 由式上可知,只有当ρ和n为已知常数时,差压(ΔP)才与液面间的高度差(h)成正比.而液面的密度(ρ)往往要随使用时的环境温度而变,重力加速度(n)也随使用地的纬度和海拔高度而异,在测量压力时都需要实测液体的密度(ρ)和重力加速度(n)或按一定的理论公式进行修正.当P0=0时,被测压力的差值ΔP= P1为绝对压力.当P0=1时,被测压力的差值ΔP= P1-1为表压或负压.当P0为任意值(除0和1大气压外)时,被测压力的差值ΔP = P1- P0为差压. 2.膜片应变式 膜片式压力传感器的结构示意图如图1-16.当膜片两侧压力不同时,紧贴其上的应变片随其一起变形而产生电阻变化.电阻的变化率可表示为:R/R=S0ε 式中S0为导电材料的灵敏系数;