压力测量仪表概述

1、压力测量第一章 概 述压力在化工生产过程中是重要的工艺参数之一，压力是垂直而均 匀地作用在单位面积上的力，物理学中称为压强。数学表达式为P=F/A式中：P-压力；F垂直作用力；A受力面积。压力的国际单位制单位为牛顿/米2, N/m2,称为“帕斯卡”简 称为帕，表示为 “ Pa ”。它的物理意义是1 牛顿的力垂直作用在1 平 方米面积上所产生的压力。压力测量中,有大气压力、绝对压力、表压和真空度之分。表压 等于绝对压力和大气压力之差；绝对压力为表压和大气压力之和。第二章 压力测量方法压力的测量方法根据测量原理分为两种：一种是根据压力的定义 直接测量单位面积上受力的大小；另一种是应用压力作用于物体

2、后所 产生的各种物理效应来实现压力测量。第一节 应用液柱测量压力应用液柱测量压力的方法是以流体静力学原理为基础的。一般采 用充有水或水银液体的玻璃U形管、单管或斜管进行压力测量的。、 U 形管压力计U 形管是用来测量压力和压差的仪表。在被测压力或压差的作用 下，U形管两边管内会产生一定的液柱差h,液柱差的大小与被测压 力有关，因此测得液柱差即可知被测压力或压差的数值。根据静力平衡原理，列方程式并最终简化为：H=( p- pA) /(P g)式中H左右两边液柱差；p被测较高一侧的压力；pA被测较低一侧的压力；P被测液体密度；g重力加速度。二、单管压力计U形管压力计的标尺格值是1mm,每次读数的最

3、大误差为分格 值的一半，而在测量时需要对左、右两边玻璃管分别读数，所以可能 产生误差为土 1mm。为了减小误差进行一次读数，采用单管压力计， 读数误差只有土 0.5mm。单管压力计相当于U形管的一端换成一个大直径的容器，测压原 理与U形管相同。三、斜管压力计用 U 形管或单管压力计测量微小差压时，因为液柱变化很小，读 数困难，为了提高灵敏度，减小误差，将单管压力计的玻璃管制成斜 管。斜管压力计的测量范围一般为02000Pa。第二节 应用弹性变形测量压力 当被测压力作用于弹性元件时，弹性元件便产生相应的弹性变形 （及机械位移），根据变形量的大小，测得被测压力的数值。常用的 弹性元件有弹簧管、波纹

4、管、薄膜等。波纹膜片和波纹管用于微压和低压测量；单圈和多圈弹簧管用于 高、中、低压或真空度的测量。弹性元件测压范围宽10-2109 Pa。第三节 应用电测法测量压力 电测法是通过压力传感器直接将被测压力变换成电阻、电流、电 压、频率等形式的信号来进行压力测量。主要类别有应变式、霍尔式、 电感式、压电式、压阻式、电容式等。一、压电式压力传感器 压电式压力传感器是根据“压电效应”原理把被测压力变换成为电信号。压电式压力传感器测量 100MPa 以内的压力，频率响应可达 30kHz。二、压阻式压力传感器 固体受到作用后，其电阻率会发生变化，这种现象称为电阻效应。压阻式压力传感器就是利用半导体材料（单

5、晶硅）的压阻效应原理制 成的传感器。压阻式压力传感器的特点是易于微小性化；灵敏度高；测量范围 宽，低至10Pa微压，高至60MPa的高压。它的精度高、工作可靠， 精度为千分之一，高精度为万分之二。三、霍尔式压力传感器 霍尔式压力传感器是基于霍尔效应原理，利用霍尔元件将被测压 力转换成霍尔电势输出的一种传感器。第三章 压力仪表的选择、校验和安装第一节 压力仪表的选择压力仪表的选择应根据使用要求，在符合生产过程所提出的技术 条件下，本着经济合理的原则，进行种类、型号、量程、精度等级的 选择。一、压力测量范围的选择在测量稳定压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的 2/3； 测量脉动压力时，最大工作

6、压力不应超过测量上限的 1/2；测量高压 时，最大工作压力不应超过测量上限的 3/5。一般被测压力的最小值 不应低于仪表测量上限的 1/3。压力仪表测量范围规定系列有：-0.1 0； -0.1 0.06、0.5MPa；01、1.6、2.5、4、6、10X10nkPa（其中的n为自然整数，可为 正、负值）二、精度等级的选择国家规定的精度等级有：0.01、 0.02、 0.05、 0.1、 0.16、 0.2、 0.25、0.4、 0.5、 1.0、 1.5、 2.5等。三、仪表类型的选择按照仪表规格书选择。第二节 压力仪表的校验压力仪表在长期使用中，会因弹性元件疲劳、传动机构磨损及腐 蚀、电子元

7、件的老化等造成误差，所以有必要对所用仪表进行定期校 验。另外，新的仪表在安装使用前，为了防止运输过程中由于振动或 碰撞所造成的误差，也需要对新仪表进行校验，从而保证仪表示值的 可靠性。标准仪表的选择原则：标准表的允许绝对误差应小于被校表的允 许绝对误差的 1/3，标准表的误差忽略，其示值作为真实压力。为了 防止校验过程中的误操作而损坏标准压力表，要求标准表的测量上限 应比被校表大一档。第三节 压力表的安装一、取压位置的选择取压位置选择原则：1、要选在被测介质直线流动的管段部分。2、取压位置上游侧不应有突出管路或设备的阻力件。3、测量液体压力，取压点应在管道横截面的下侧；测量气体压 力，取压点应在管道横截面的上侧。二、导压管的安装安装注意事项：1、导压管口与设备内壁平齐，插入内部时管口平面与流体流动 方向平行。2、导压管内径一般为610mm,长度W50m，水平安装应保证 有1： 101： 20的倾斜度，防止积液（测气体）或积气（测液体）。3、靠近取压口安装切断阀。4、保温伴热。三、压力仪表的安装安装注意事项：1 、安装在易观察、维修处，避免振动高温