2压力测量

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压力测量仪表的分类
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%。
缺点
结构较复杂，价格较贵。
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二、液柱式压力计为压力测量信号。
电源、振荡
电容式差压变送器的结构可以有效地保护测量膜片，当差压过大并超
过允许测量范围时，测量膜片将平滑地贴靠在玻璃凹球面上，因此不易
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损坏，过载后的恢复特性很好，这样大大提高了过载承受能力。
电感式压力传感器

电感式传感器是利用磁性材料和空气导磁率不同，压
力作用在膜片上靠膜片改变空气气隙大小，去改变固
则要求水平安放，然后校正压力计的零点，可移动刻度标尺。或
加注工作液体，使零位对好。

（2）被测压力不能超过压力计的测量范围．否则就会使工作液
体冲走，注意压力不能突然加大。

（3）由于工作液体在玻璃管内壁产生毛细现象、因此，一般应 按图所示的方法读取示数。 （4）若工作液体为水时可在水中加入一点红墨水或其它颜色， 便于观察。 （5）要定期进行检定，检定周期一般为二年。
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测量原理：通过转换元件把压力转换成电信号输 出，然后对电信号进行测量。

分类：主要有电容式、电感式和电阻式三种，另
外还有电磁感应、压阻效应、压电效应和光电效
应式
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扩散硅杯式差压变送器
电容式压力变送器

电容式压力变送器是一种开环
检测仪表，具有结构简单、过
载能力强、可靠性好、测量精 度高等优点。
通过放大机构才能指示出来。

弹簧管自由端将随压力的增大而向外伸张。反之，若管内压力小 于管外压力，则自由端将随负压的增大而向内弯曲。利用弹簧管
不仅可以制成压力表，而且还可制成真空表或压力真空表。

单圈弹簧管在受压时，由于自由端的位移和转动力矩都较小，故 仅能制成指示型仪表。 而生产中有时需要用记录型仪表。为了能带动记录机构运动，就 需要弹簧管有足够长而制成多圈(一般为2~9圈)，这样就成了多 圈弹簧管压力表。
自由端角位移可达50o左右。
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波纹管式压力计

波纹管式压力计常用于低压或负压测量。 它采用带有弹簧的波纹管作为压力——位移转 换元件。可以构成各种形式的指示型或记录型 压力计，在气动显示记录仪表中得到广泛的应 用。
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电接点压力表

在油气生产过程中，常需要把压力控制在某一范围内。

即当压力低于或高于给定范围时，就会破坏正常工艺
用途
工业流程和实验中测量 压力、负压及压差
单管压力 计
压力基准仪器或压力测 量
斜管压力 计 补偿微压 计
微压（小于1.5kPa）测 量 微压（小于1.5kPa）基 准仪器
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（1）U形管压力计
△P=P1－P2 =ρg(h1+h2)
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提高工作液密度将 增加压力的测量范 围，但灵敏度要降 低。
U型管压力计特点
同．所测的压力各有不同，常把压力测量范围按阶段分类：

高真空(10-1Pa) 中真空(102~10-1Pa)
低真空(105~102Pa)
微压(5kPa以下) 低压 (5—1.6Mpa)


中压 (1.6-10Mpa)
高压 (10MPa以上) 。
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压力测量仪表的分类
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。 按其结构形式的不同 有U形管压力计、单管压力计等
较细肘管，使水柱从零位下降195mm。如果以
该值的2倍作为被测压力值，试确定由于没有读
取较粗肘管的水柱从零位的升高值而造成的测
量误差。
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解：
P P0 % 100% P0
P g 2h1
P0 g(h1 h 2 )
2 2
2 d1 h 2 2 h1 d2
d h d h 2
主要用于测量微小压力、负压和压差，它将单管液柱压力计的
测量管倾斜放置，这样可以提高灵敏度，减少读数相对误差。
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A2 h1 l A1 h 2 lsin A1 PB g(h1 h 2 ) g( sin )l A2
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倾斜角度越小，l越长，测量灵敏度就越高；但不 可太小，否则液柱易冲散，读数较困难，误差增大。 这种倾斜管液柱式压力计可以测量到0.98Pa的微压。 为了进一步提高微压计的精确度，应选用密度小的 酒精作为工作液体。
圆形等。
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◇弹簧管的各种横截面图
扁圆形
椭圆形
半圆形
双圆形
8字形
厚壁扁圆形
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膜片、膜盒

弹性膜片是由金属或非金属做成的具有弹性的一张膜片，在压力
作用下能产生变形。

有时也可以由两块金属膜片沿周口对焊起来，成一薄壁盒子，称 为膜盒
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膜盒
膜片
波纹管

一个周围为波纹状的薄壁金属筒体 弹性元件易于变形而且位移可以很久，应用

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多圈弹簧管压力计

多圈弹簧管在受压力作用时，由于自由端的位移和输
出力都很小，故仅适用于作指示型仪表。

而工业生产中有时需要记录型仪表记录压力的变化。 为了能带动记录机构运动，需要弹簧管有较大的位移。 最有效的手段就是采用多圈弹簧管，制成多圈弹簧管 压力计。


多圈弹簧管压力计，其弹簧管的圈数一般为2—9圈，

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特点和要求

“零”位刻度在刻度标尺的下端； 倾斜管角度是可以根据生产需要用改变的 固定的斜管压力计的液面变化范围比单管压力 计的放大sin1 倍；

使用前须放置水平调好零位； 更换工作液时，其密度与原刻度标尺时的密度 要一致。
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液柱式压力计的使用

（1）U型管压力计或单管压力计都要求垂直安放，斜管压力计

液柱式压力计结构简单，价格低廉，在 ±105Pa测量范围内精度还是较高的。

常用来测量低压和负压。
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类型
U型管压 力计
结构特征
（1）墙挂式和台式两种 （2）读数误差较大，分两次读数 （3）高精度的带有读数放大镜，并 可进行温度补偿及重力补偿等 （1）台式，一次读数 （2）高精度的须考虑温度补偿及重 力补偿，游标读数，零位可调 （3）标度尺刻度包括了大容器液改 变的修正 （1）墙挂式和台式两种 （2）某些产品倾斜角可调 （3）精度0.5级以上带有读数放大镜 （1）台式 （2）用光学方法监视液面，用精密 丝杆调整液面，因而精确度可达 0.02%
优点
这类压力计结构简单、使用方便 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
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压力测量仪表的分类
2.弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。 3.电气式压力计 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如 电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。
油气储运自动化 2 压力测量
压力的基本概念
垂直而均匀地作用在单位面积上的力
F S
式中 Ｐ——压力（Pa） Ｆ——均匀垂直作用力（N） Ｓ——受力面积（m2）
单位: 牛顿/米2（N/m2），简称“帕”，用符号“Pa” 1Pa = 1*10-3KPa = 1*10-6MPa
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压力的分类
在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。
条件，甚至可能发生危险。这时就应采用带有报警或 控制触点的压力表。 将普通弹簧管压力表稍加变化，便可成为电接点信号 压力表，它能在压力偏离给定范围时，及时发出信号，

以提醒操作人员注意或通过中间继电器实现压力的自
动控制。
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压力表指针上有动触点2，表 盘上另有两根可调节指针，上面 分别有静触点1和4。当压力超过上 限给定数值时，2和4接触，红色信 号灯5的电路被接通，红灯发亮。 若压力低到下限给定数值时，2与1 接触，接通了绿色信号灯3的电路。 1、4的位置可根据需要灵活调节。


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三、弹性式压力计
定义 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。 可用来测量几百帕到数千兆帕范围内的压 力。
优点
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1.弹性元件
图2-9 电接点信号压力表
1，4 —静触点；2 —动触 点；3 —绿灯；5 —红灯
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4、电气式压力计
定义 电气式压力计是一种能将压力转换成电信号进行 传输及显示的仪表。 1. 该仪表的测量范围较广，分别可测7×10-5Pa至 5×102MPa的压力，允许误差可至0.2％； 优点 2. 由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过 程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业 控制机联用。

电容式压力变送器，目前在工 业生产中应用非常广泛，其输 出信号也是标准4～ 20mADC电 流信号。 电容式压力变送器是先将压力

的变化转换为电容量的变化，
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然后进行测量的。
电容式测压原理
测量原理 采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可变电
容器的电容量，然后通过测量电容量C便可以知道被测

“零” 位刻度在刻度板中间，液柱高度须两次读数；


在使用之前，可以不调零，但在使用时应垂直安装；
测量准确度受读数精度和工作液体毛细管作用的影响，
绝对误差可达2毫米；