最新压力基础知识幻灯片.ppt
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1、压力测量技术压力测量技术 压力和压力单位压力和压力单位 压力测量压力测量 压力测量仪表压力测量仪表 压力计压力计 数字压力计数字压力计 压力测量仪表的检定与校准压力测量仪表的检定与校准 现场校准现场校准 托里拆利托里拆利定理的压力定理的压力液柱在重力作用下产液柱在重力作用下产生生压力压力P 。P压力压力 液体的密度;液体的密度; h 液柱的高度液柱的高度压力单位压力单位毫米汞柱(毫米汞柱(mmHg) 毫米毫米水水柱(柱(mmH2O)压力压力P与面积无关;与面积无关;液柱液柱h越高,越高,压力压力P越大。越大。液柱密度液柱密度 越大,越大,压力压力P越大。越大。引出了液体气压计、液体压力引出了液
2、体气压计、液体压力/ /真空计、微压计真空计、微压计液柱液柱压力压力2hgP差压差压压力压力 2122212122221211ghgh21pppgh21pgh21p 根据伯努利方程可得根据伯努利方程可得差压差压仅考虑静压仅考虑静压 ,则,则 差压为差压为用于流量或流速测量用于流量或流速测量引出了引出了差压开方器仪表差压开方器仪表 差压流量积算仪表差压流量积算仪表 22212121ppp 0ghgh21 p22221 dtp2SdtSQt0 压力和压力单位压力和压力单位地球表面地球表面空气柱的作用空气柱的作用也形成压力。也形成压力。大气压力大气压力地球表面空气柱所形成的压力。地球表面空气柱所形成
3、的压力。大气压力大气压力随海跋高度而改变,海跋越高,大气压力越小。随海跋高度而改变,海跋越高,大气压力越小。大气压力单位大气压力单位常用常用 bar、 mbar、 mmHg 或或 mmH2O表示。表示。大气层大气层海平面大气压力海平面大气压力 1bar海跋气压海跋气压 0.4bar外大气层气压外大气层气压 0.01bar大气压力大气压力 0.01bar 1bar外空间外空间外空间气压外空间气压 0 bar大气层大气层海平面海平面海跋高度海跋高度真空真空(度)(度)大大气气压压力力外空间外空间大气压力零位大气压力零位差压差压绝对压力零位绝对压力零位表压力零位表压力零位正正压压负负压压压压力力A压
4、压力力B绝绝对对压压力力外大气层外大气层压力之间的关系压力之间的关系真空真空(度)(度)大气压力零位大气压力零位差差压压绝对压力零位绝对压力零位表压力零位表压力零位正正压压负负压压压压力力A压压力力B绝绝对对压压力力大气压大气压力力压力之间的关系压力之间的关系绝对压力绝对压力 绝对压力绝对压力高于绝对压力零位的压力值高于绝对压力零位的压力值。 既相对于真空的压力既相对于真空的压力 一般认为一般认为,绝对压力,绝对压力 = 表压力表压力 + + 大气压力大气压力绝对压力零位绝对压力零位绝绝对对压压力力大气压力表压力表压力表压力 表压力表压力以大气压力为基准大于或小于大以大气压力为基准大于或小于大
5、气压力的压力值气压力的压力值(相对压力(相对压力相对于大气压相对于大气压力)。力)。(正压与负压的统称)正压与负压的统称)一般来说一般来说,表压力,表压力 = 绝对压力绝对压力 - 大气压力大气压力大气压力零位大气压力零位表表压压力力大气压力正压负压负压表压力表压力 表压力表压力以大气压力为基准大于或小于大以大气压力为基准大于或小于大气压力的压力值(相对压力气压力的压力值(相对压力相对于大气压相对于大气压力)。力)。(正压与负压的统称)正压与负压的统称) 表压力表压力210大大气气压压力力压压力力hP= g h正压正压 正压正压 以大气压力为基准,高于大气压力以大气压力为基准,高于大气压力的压
6、力的压力。(相对压力。(相对压力相对于大气压力)相对于大气压力)大气压力零位大气压力零位大气压力正压负压负压210大大气气压压力力压压力力hP= g h负压负压(真空)(真空)负压(负压(真空真空)以大气压力为基准,低于大以大气压力为基准,低于大气压力的压力值气压力的压力值。(相对压力。(相对压力相对于大气相对于大气压力)压力)大气压力零位大气压力零位大气压力正压负压负压210低低压压力力高高压压力力h差压差压P1 - P2 = P P = g h 差压差压两个两个压力之间的压力差值。压力之间的压力差值。高压力高压力 P1低压力低压力 P2差压差压 P P压力计量单位压力计量单位 压力单位名称
7、压力单位名称帕帕 斯卡斯卡 压力单位符号压力单位符号 Pa 帕帕 斯卡斯卡 也是国际单位制也是国际单位制 (SI)压力单位;)压力单位; 是法定压力计量单位是法定压力计量单位 帕帕 斯卡斯卡11牛顿(牛顿(N)的力均匀而垂直作用在)的力均匀而垂直作用在1 1平方米(平方米(m2)面积上所产生的压力)面积上所产生的压力 1Pa=N/ m2 Pa量值小,常用千帕量值小,常用千帕 kPa 、兆帕、兆帕 1MPa 表示表示 1kPa=103 Pa ; 1MPa = 106 Pa 其它压力计量单位其它压力计量单位- -工程大气压工程大气压 压力单位压力单位名称名称工程大气压工程大气压 压力单位符号压力单
8、位符号 ( kgf/cm2) 工程大气压曾是工程技术中应用广泛的压力单位工程大气压曾是工程技术中应用广泛的压力单位 工程大气压工程大气压11公斤力(公斤力( kgf/cm2)垂直作用在)垂直作用在1 1平方厘米(平方厘米(cm2)的单位面积上所产生的压力)的单位面积上所产生的压力 1kgf/cm2=98 066.5Pa 1Pa=1.01972 10-5 kgf/cm2 1MPa = 10.1972 kgf/cm2 压力单位压力单位名称名称 毫米毫米水水柱柱 压力单位符号压力单位符号 (mmH2O) 1毫米毫米水水柱柱是温度为是温度为4,水的水的密度为密度为1 g / cm3,g=980.665
9、 cm/s2 条件下,条件下,1毫米毫米水水柱高度所产生的柱高度所产生的压力值压力值 1mmH2O =9.806 65 Pa; 1Pa =0.109 7 mmH2O其它压力计量单位其它压力计量单位- 毫米毫米水水柱柱 压力单位名称压力单位名称 毫米汞柱毫米汞柱 压力单位符号压力单位符号 ( mmHg ) 1毫米汞柱毫米汞柱是温度为是温度为0,汞的汞的密度为密度为13.595 g / cm3,g=980.665cm/s2 条件下,条件下,1毫毫米汞柱高度所产生的压力值米汞柱高度所产生的压力值 1 mmHg =133.322 4 Pa; 1Pa =0.007 5 mmHg 其它压力计量单位其它压力
10、计量单位- -毫米汞柱毫米汞柱 压力单位名称压力单位名称 巴巴 压力单位符号压力单位符号 ( bar ) 巴是巴是19481948年国际计量大会通过的压力单位,年国际计量大会通过的压力单位,西欧国家通用。西欧国家通用。 在气象中常用在气象中常用毫毫巴作为气压的压力单位巴作为气压的压力单位 1 bar =1000 mbar=100 kPa; 其它压力计量单位其它压力计量单位-巴巴kgf/cm2MPa barkPambarpsimmH2ommHgatm10.09806650.98066598.0665980.66514.223110 000735.5590.9678410.197161101 00
11、010 000145.036101971.67500.619.86921.019720.111001 00014.503610197.16750.0620.986920.0101970.0010.011100.145101.97167.500620.0098690.00101970.00010.0010.110.014510.197160.7500620.00098690.070310.0068950.068956.89568.951703.0851.71570.068050.00010.00000980.0000980.0098060.0980.001422310.07355590.0000
12、9670.00135950.00013320.00133320.133321.333210.019336413.595110.00131571.0332280.1013251.0132506101.3251013.250614.6957410332.287601常用压力计量单位换算表常用压力计量单位换算表 压力单位名称压力单位名称磅力每平方英寸磅力每平方英寸 ( psi 或或 p.s.i)(pound force per square inch) 压力单位符号压力单位符号 ( bf / in2 ) psi 是英制压力计量单位,英美国家通用。是英制压力计量单位,英美国家通用。 有时用有时用 ps
13、ig 表压表压单位单位 psid 差压差压单位单位 psia 绝压绝压单位单位 1bf / in2 =6.894 757 kPa 100 kPa=14.503 8 bf / in2其它压力计量单位其它压力计量单位psi压力的测量压力的测量压力测量的条件压力测量的条件 压力量的物理感受压力量的物理感受感压元件感压元件感压原理、感压原理、 压力量的物理变换压力量的物理变换压力压力/机械位移机械位移/电信号电信号/光信号光信号/温度信号温度信号转换转换 压力量的指示读数压力量的指示读数物理变换物理变换信号的信号的指示指示/刻划刻划/显示显示/图示图示/记录记录压力量的物理感受压力量的物理感受感压元件
14、感压元件 活塞、活塞、U型管、单管、斜管、波登管、波纹管、型管、单管、斜管、波登管、波纹管、膜合、膜片、钟罩、电容、电感、压敏电阻、压膜合、膜片、钟罩、电容、电感、压敏电阻、压电晶体、光纤、光敏材料电晶体、光纤、光敏材料感压原理感压原理 感压元件感压元件 或或 感压元件组合感压元件组合 的物理实现;的物理实现;压力量的物理变换压力量的物理变换压力压力/机械位移机械位移转换转换直线位移(法向位移):直线位移(法向位移):活塞(圆柱、圆球)、活塞(圆柱、圆球)、U型型管、单管、波纹管、膜合、膜片、钟罩、管、单管、波纹管、膜合、膜片、钟罩、弧度弧度位移:位移:波登管、膜合、膜片波登管、膜合、膜片压力
15、压力/电信号电信号转换转换频率信号:压电晶体、电容、电感、硅压敏电阻频率信号:压电晶体、电容、电感、硅压敏电阻电压信号:应变电阻、硅压敏电阻、锰铜电阻电压信号:应变电阻、硅压敏电阻、锰铜电阻压力压力/光信号光信号转换转换电流信号:光纤、光敏材料电流信号:光纤、光敏材料压力压力/温度信号温度信号转换转换实用压力温标实用压力温标压力量的指示读数压力量的指示读数物理变换物理变换信号的压力量值的表达信号的压力量值的表达直接直接指示指示指针指针/液面的液面的刻划刻划线线光柱光柱显示显示/二次仪表二次仪表/二次数显仪表二次数显仪表物理变换物理变换信号的数字计算信号的数字计算图示曲线图示曲线记录仪、无纸记录
16、仪表记录仪、无纸记录仪表现场仪表、集散系统(现场仪表、集散系统(DCS)、现场总线)、现场总线系统系统(FCS)分析决策、智能仪表分析决策、智能仪表大气压力测量大气压力测量托里拆利实验托里拆利实验 (Evagelista Torricelli)-水银气压计水银气压计-大气压力测量大气压力测量真空真空大气压力大气压力760mmHg760mm水银水银210大气压力大气压力压力测量压力测量 静止时(静压力条件下)两边大气压静止时(静压力条件下)两边大气压力的作用应使两边液面相等力的作用应使两边液面相等 当某一边压力大于或小于大气压力时,当某一边压力大于或小于大气压力时,实现表压测量实现表压测量 当某
17、一边压力大于大气压力时,实现当某一边压力大于大气压力时,实现正压测量正压测量 当某一边压力小于大气压力时,实现当某一边压力小于大气压力时,实现负压测量负压测量差压测量差压测量P1 - P2 = P差压差压在型管两边施加两个不同压力在型管两边施加两个不同压力 P1 和和 P2当压力当压力P1 压力压力P2时,正时,正差压(差压( P) 当压力当压力 P1 压力压力P2 时,时, 负负差压差压 (- P )P1 - P2 = - P PP1P2U型管压力计型管压力计测量测量压力压力在在U型管的一端施加压力型管的一端施加压力 P, 在在U型管型管的另一端,的另一端, U型管压力计型管压力计测量该压力
18、测量该压力 P U型管压力计型管压力计读数为该压力测量值读数为该压力测量值 P压力的测量压力的测量 PPP= g h压力表压力表测量测量压力压力在管的一端施加压力在管的一端施加压力 P, 在管的另一端,压力表测量该压力在管的另一端,压力表测量该压力 P 压力表读数压力表读数 M 为该压力测量值为该压力测量值 P压力的测量压力的测量PMP = M压力压力计计测量测量压力压力在管的一端施加压力在管的一端施加压力 P, 在管的另一端,压力在管的另一端,压力计计测量该压力测量该压力 P 压力压力计计读数读数 Dig 为该压力测量值为该压力测量值 P压力的测量压力的测量P = DigP1.0000kPa
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