第六章压力测量预案.ppt

第六章 压力测量 本章教学要点： 1．熟悉常用测压仪表工作原理与应用。 2．掌握气缸动态压力和示功图的测量 原理。 3．了解气流压力测量及测压仪表的选用。 基本概念 流体压力。 总压力、静压力、动压力。 绝对压力、真空度、表压力和差压。 法定计量单位：帕斯卡。 大气压： 视地球位置不同而异。 测压仪表：液柱式，弹性式和电测式等 测压仪表。 第一节　　测压仪表 一、液柱式的测压仪表 工作原理：利用工作液的液柱产生的压力与 被测压力平衡，根据液柱高度确 定被测压力大小的压力计。 工作液： 水、酒精和水银。 主要结构形式见图６－１　　 液柱式压力计。 （一）U形管压力计 介质：气体，如图a）。　　 压差：ΔP=P1－P2 =ghρ 式中： ρ：封液密度 h：封液液柱高度 g：重力加速度 （二）单管压力计 　结构图b） 压差：Δp=p1-p2 =g(ρ-ρ1)(1+F2/F1)h2　 式中：F1、F2－容器和测压管截面积 h2:封液液柱高度。 当F1＞＞F2且ρ＞＞ρ1; 　 △p=p1-p2=gρh （三）斜管微压计　 　见图c） 两侧压差： Δp=p1-p2=gρLsinα　 式中：L：液柱长度； α：斜管倾斜角度。 斜管微压计刻度比U形压力计刻度放大1/sinα倍，若采用酒精为封液，更便于测量微压。 范围：2~2000P a。 （四）液柱式压力计测量误差 １．环境条件的影响 （１）环境温度变化的修正 环境温度不是规定的温度20℃， 由于标尺长度、封液密度变化， 必须进行修正； （２）重力加速度变化的修正 当测量地点的重力加速度与标准重力加速度相差太大时，应作修正　　 公式：gφ=gn(1－0.0026con2φ－2H ) 式中： φ：测量地点海拔纬度（℃） H：测量地点海拔高度（m） 2.毛细管现象的影响 毛细管现象取决于：封液种类，温度及管子内径。 封液种类： 酒精：内径d≥3mm 水或水银：内径d≥8mm 3．安装与测读引起的误差 安装位置： 压力计处于垂直位置，而接头不得泄漏。 测取读数： 水和酒精：从凹面谷底算起。 水银：从凸面顶峰算起。 二、弹性测压仪表 原理：弹性元件（弹簧管，金属膜片和波纹管）受压后产生弹性变形，变形的大小是被测压力的函数。变形的位移传递到仪表指针或记录器上，可直接读出压力的数值。 （一）弹簧管压力计 如图6－3 ： （一）弹簧管压力计 测力元件—弹簧管270°，椭圆形。 自由端位移量不超过2～5mm。 测压范围：0.03～1000MPa，也可测量真空度； ? 为了保证压力表指示正确和长期使用，仪表应在允许范围内工作： 被压力波动较大，示值：2/3量程附近。 被测压力波动小，示值：3/4量程左右。 （二）膜片压力计 1．膜片式压力计（见图6－4a）、b)所示） 1．膜式压力计 膜片①弹性膜片：弹性波纹膜片。 ②挠性膜片：只起隔离作用。 （本身无弹性） 应用：测量腐蚀性介质或非凝固，非结晶的粘性介质压力。 适于：真空或 0～6MPa压力测量。 2．膜盒压力计  膜盒：两片金属片周 边焊在一起； 膜盒组 （膜盒串接）。 膜盒压力计 （见图6-5） 工作原理与弹簧管压力计基本相同。 测量范围： 0～±40kPa 。 4．波纹管式压差计 波纹管外形（见图6-6），分单波纹管和双波纹管 （三）弹性压力计的误差 1．迟滞误差 弹性元件分迟滞误差和弹性衰退。 2．温度误差 标准温度标定，当环境温度偏离标准 温度很多，弹性元件的弹性模量变化造 成误差。 3．间隙和摩擦误差 传动系统机构间隙和摩擦阻力——附加误差。 三、其它形式的测压仪表 1． 最高压力表 测内燃机气缸燃烧压力 机械式最高压力表（图6-8） 理论上可测气缸最高爆燃压力， 实际上测得指示值低于实际值。 通常只能作监测和比较测量用。 2．测压传感器 （1）压阻式压力传感器 压阻效应：压力使电阻率变化。 常用材料：硅、