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1、3 压力力差压测测量3.1 压力差差压的概概念及单单位3.1.1 概概念1）压力力、差压压、绝对对压力和和表压l 压力 介质垂垂直作用用在单位位面积上上的力，即即物理学学的压强强。l 差压 两个压压力之差差。l 绝对压力力 介介质垂直直作用在在单位面面积上的的全部压压力。l 表压力 绝对对压力与与当时当当地的大大气压之之差。工程上需需要测量量的往往往是物体体超出大大气压以以外的压压力大小小，因此此压力计计的指示示值都是是表压力力（即通通入仪表表的压力力是绝对对压力，显显示的是是表压力力）。绝对压力力=表压压力+大大气压力力表压力=绝对压压力 大气气压力2）正压压、负压压、真空空度l 正压（压压
2、力）：表压力力为正时时。l 负压（真真空）：表压力力为负时时。l 真空度：负压的的绝对值值。3）压力力单位l 国际单位位：帕斯斯卡（帕帕、Paa）1PPa=11牛顿/米（NNm22），工工程上常常用kPPa，MMPa。l 习惯常用用：工程程大气压压kgffcmm2、mmmHO、mmHHg等 见P887，表表3.113.1.2压力力传感器器的种类类l 机械式：液柱式式、活塞塞式、弹弹性元件件式；（结结构简单单，使用用方便，价价格低廉廉）l 电气式：压电式式、压阻阻式、压压磁式。（动态态性能好好，灵敏敏度高，易易于小型型化，便便于远传传，目前前正在发发展）3.2 液柱式式压力计计原理：流流体静力力
3、学原理理，流体体内某一一点的静静压力，由由这一点点的高度度，流体体的密度度和外加加压力决决定。应用：00.1PPa以下下的压力力、差压压和负压压，也常常作为校校验低压压和微压压仪表的的标准仪仪器。 特点：简简单，使使用方便便，精度度较高；体积大大，读数数不便，不不能远方方测量，易易损坏。3.2.1 UU形管压压力计1）数学学模型：设P被被测压力力；P参比压压力（多多为大气气压），当当PP时，液液柱的高高度差（h+h）：由流体静力学知：在连续同一均质液体中，同一高度上的静压力相等。以AA面为基准高度，由压力平衡知：展开整理理得：这是普遍遍公式，给给出了PP与h，hh的关系系。l 一般情况况=则则
4、 P= P+ g(-)(hh+h)l 如果则P= P+ g (hh+h)2）结论论：l 只要已知知H，P，则则只需测测出h，hh即可求求出被测测压力PP。l 差压测量量P=PP-P= g(-)(HH-h)+g(-)(hh+h)如果= 则：P= g(-)(hh+h)如果FFA/A0 PP+ g (-)h当AA/A0.001时,1%l 斜管压力力计（倾倾斜微压压计）当、一定时时，越小ll越大，llh读读数的相相对误差差越小。(不能小小于155度，否否则会引引起读数数困难。)3.2.3液柱柱式压力力计的误误差l 从公式可可以看出出P一定定时，PP，g，引起误误差；l 毛细现象象（表面面张力）影影响：
5、管管中封液液的分界界面也不不是水平平的，呈呈弯月面面（上凸凸或者下下凹），从从而使得得液面升升高或是是降低，引引起附加加误差。此误差差与封液液的种类类、管内内径有关关内径细细，则误误差高，一一般要求求管内径径大于668mmm。对对于一定定的结构构的封液液的压力力计，毛毛细现象象引起的的读数误误差是一一定的。（水2mmm,Hgg PPF时，BB受压缩缩B伸长，弹弹簧伸长长，当BB和B和弹弹簧组成成的 弹弹性系统统的反作作用力与与差压的的作用力力相等时时，活动动部分在在新的位位置上达达到了平平衡，中中心轴向向右移l摆杆带带动扭力力管转动动，输出出转角信信号，带带动显示示部分。l 位移ll与差压压P
6、的关关系据力平衡衡原理：有（22K+KK）l=PF 推推出l=PF/（22K+KK）其中K和和K分别别为波纹纹管和弹弹簧组的的刚度（刚刚度=力力/变形形位移）K、KK、F为为常数位移l与差差压P成线线性关系系。l 几个问题题的分析析： 量程的改改变方法法：国产产的CWW系列差差压计，连连接轴总总的行程程为5mmm，通通过改变变K、KK、F可可改变量量程。一一般采用用两个措措施：改改变K（改改变弹簧簧粗细或或指数KK提高，P增大大）；改改变F（改改换波纹纹管直径径）R增增大，则则P减小小。 承受静压压：差压压计的特特点是差差压不大大，而静静压可能能很高，所所以在选选择表时时还必须须考虑静静压能力
7、力是否满满足工作作要求。 B的温度度补偿作作用：不不加B时时，温度度升高，充充液体积积改变，波波纹管做做不规则则变形引引起误差差；加入入B后，充充液的体体积变化化由B来来容纳。（因为为B未与与刚性轴轴相连，可可以自由由伸长，而而B和BB不可以以） 单向过压压保护：由于差差压计差差压小，静静压高，而而l=5mmm,过大大则损坏坏，所以以P不可可过大，更更不允许许单向受受压，当当发生P过大大时，由由单向受受压保护护阀把容容室隔断断，防止止波纹管管的进一一步变形形。 阻尼装置置：为了了防止差差压频繁繁波动引引起的指指针摆动动不定，要要加阻尼尼。可分分为固定定阻尼（阻阻尼环）和和可调阻阻尼（阻阻尼旁路
8、路阀） 波纹管位位移的外传传：要求求：密封封外传：扭力管管的构造造：3.22，厚00.2mmm的弹弹性管，尾尾端封闭闭并与摆摆杆，中中心轴焊焊为一体体，另一一端与外外壁及中中心轴基基座焊死死（不漏漏油）中中心轴通通过玛璃璃轴承引引出。因因为扭力力管很薄薄，所以以能作弹弹性扭转转。3.4弹弹性元件件位移的的远传远距离测测压的两两种方法法：用长管道道传递压压力信号号，再由由直接指指示仪表表显示（不不经济，不不安全）； 弹性元元件就地地把位移移转换成成电量，用用电气表表表示（常常用，对对应的是是远传压压力表，它它的关键键在于位位移与电电量的转转换原理理以及方方法。）3.4.1霍尔尔效应位位移变换换器1）霍尔尔片结构构及霍尔尔效应：l 结构：一一块半导导体材料料（如锗锗等）制制成的薄薄片。l 霍尔效应应：霍尔尔片的ZZ轴方向向加一感感应强度度为B的的磁场，YY轴方向向加一电电流I，则则由于磁磁场作用用片内电电子产生生偏移的的结果，使使霍尔片片在X轴轴方向产产生电势势的现象象。2）霍尔尔电势：霍尔系数形状系数厚度电势导出端长度电流通入端宽度当霍尔片片材
