3压力差压测量3.1压力差压的概念及单位3.1.1概念1）压力、差压、绝对压力和表压压力介质垂直作用在单位面积上的力，即物理学的压强。差压两个压力之差。绝对压力介质垂直作用在单位面积上的全部压力。表压力绝对压力与当时当地的大气压之差。工程上需要测量的往往是物体超出大气压以外的压力大小，因此压力计的指示值都是表压力（即通入仪表的压力是绝对压力，显示的是表压力）。绝对压力=表压力+大气压力表压力=绝对压力–大气压力2）正压、负压、真空度正压（压力）：表压力为正时。负压（真空）：表压力为负时。真空度：负压的绝对值。3）压力单位国际单位：帕斯卡（帕、Pa）1Pa=1牛顿/米2（N／m2），工程上常用kPa，MPa。习惯常用：工程大气压kgf／cm2、mmH2O、mmHg等见P87，表3.13.1.2压力传感器的种类机械式：液柱式、活塞式、弹性元件式；（结构简单，使用方便，价格低廉）电气式：压电式、压阻式、压磁式。（动态性能好，灵敏度高，易于小型化，便于远传，目前正在发展）3.2液柱式压力计原理：流体静力学原理，流体内某一点的静压力，由这一点的高度，流体的密度和外加压力决定。应用：0.1Pa以下的压力、差压和负压，也常作为校验低压和微压仪表的标准仪器。特点：简单，使用方便，精度较高；体积大，读数不便，不能远方测量，易损坏。3.2.1U形管压力计1）数学模型：设P1—被测压力；P2—参比压力（多为大气压），当P1¿P2时，液柱的高度差（h1+h2）：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A—A面为基准高度，由压力平衡知：P1+ρ1g(H+h1)=P2+ρ2g(H-h2)+ρg(h1+h2)展开整理得：P1=P2+g(ρ2−ρ1)(H-h2)+g(ρ−ρ1)(h1+h2)这是普遍公式，给出了P1与h1，h2的关系。一般情况ρ1=ρ2则P1=P2+g(ρ-ρ1)(h1+h2)如果ρ1<<ρ则P1=P2+gρ(h1+h2)2）结论：只要已知H，ρ1，ρ2，ρ，P2，则只需测出h1，h2即可求出被测压力P1。差压测量△P=P1-P2=g(ρ2-ρ1)(H-h2)+g(ρ-ρ1)(h1+h2)如果ρ1=ρ2则：△P=g(ρ-ρ1)(h1+h2)如果ρ1<<ρ则：△P=gρ(h1+h2)表压数值：如P2=PD（大气压）则△P=P1-P¿D¿¿¿即为表压3）几个问题：（口头）（h1+h2）max不可能太大，否则读数制造都不方便，可以改变的是封液密度，以改变测压量程。密度越小，则测压范围越大，但是读数灵敏度越低。如使ρ1=ρ2与ρ相差不大时，（ρ-ρ1）越小，则同样(h1+h2)越大，所以灵敏度越高，可测量微压。U形管压力计只读一侧数据时若U形管两侧的截面积不等时，2h2代替（h1+h2）就会产生误差。对封液的要求：不与被测介质发生物理和化学反应，流动性好，液面清晰。3.2.2液柱式压力计的几种变形仪表（简介）单管压力计［这是用h2代替（h1+h2）与上边的2h2代替（h1+h2）不相同］解决了两次读数的不便。 F1>>F2A∴2/A1≈0P1≈P2+g(ρ-ρ1)h2当A2/A1≤0.01时,δh≤1%斜管压力计（倾斜微压计）当α、ρ一定时，α越小l越大，l>h读数的相对误差越小。(α不能小于15度，否则会引起读数困难。)3.2.3液柱式压力计的误差从公式可以看出P1一定时，P2，g，ρ，ρ1，ρ2引起误差；毛细现象（表面张力）影响：管中封液的分界面也不是水平的，呈弯月面（上凸或者下凹），从而使得液面升高或是降低，引起附加误差。此误差与封液的种类、管内径有关内径细，则误差高，一般要求管内径大于6～8mm。对于一定的结构的封液的压力计，毛细现象引起的读数误差是一定的。（水<2mm,Hg<1mm），不随液面的高低变化，属于系统误差，很易修正。温度变化的影响：温度变化可导致毛细现象的变化，标尺的变化以及封液密度的变化（其中封液密度变化是主要的误差源）。重力加速度修正：使用实际重力加速度读数误差：正确读数方式：眼与液面的顶，底平。位置倾斜的误差（安装误差）3.3弹性元件及弹性压力表应用：测压范围广，从几mmH2O到上万个大气压。应用最广，实际应用的压力表大多是弹性压力表。组成：压力传感器：弹性元件。位移转换器：位移放大，就地指示；位移—电量，远方显示。显示部分：机械式（就地）；电气式（远传）。3.3.1弹性元件1）作用：压力→变形位...
