建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù) 第4版 課件 Chapter 6 壓力測(cè)量

第六章壓力測(cè)量1建筑環(huán)境測(cè)試技術(shù)BuiltEnvironmenttestingtechnology2第六章壓力測(cè)量概述液柱式壓力計(jì)彈性壓力計(jì)電氣式壓力計(jì)壓力檢測(cè)儀表選用和校驗(yàn)應(yīng)用實(shí)例了解壓力的主要測(cè)量方法及常用儀表掌握液柱式壓力計(jì)、彈性壓力計(jì)的原理掌握霍爾式壓力變送器的工作原理了解壓力檢測(cè)儀表的選用、安裝和校驗(yàn)

本章目標(biāo)3

工程技術(shù)上，壓力對(duì)應(yīng)于物理概念中的壓強(qiáng)，即指均勻而垂直作用于單位面積上的力，符號(hào)P表示，單位Pa。壓力測(cè)量：穩(wěn)定壓力測(cè)量、瞬態(tài)壓力測(cè)量。測(cè)量范圍：低壓、中壓、高壓及負(fù)壓或真空度。單位：帕（Pa）;巴（bar）;1Pa＝1N/m2＝10-5bar。工程大氣壓(kgf/m2)；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)；毫米水柱高(mmH2O)；毫米汞柱高(mmHg)；46.1壓力測(cè)量概述一、壓力的單位4常用壓力單位換算表5÷帕(Pa)巴(bar)工程大氣壓(kgf/cm2)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)毫米水柱(mmH20)毫米汞柱(mmHg)磅力/平方英寸(1bf/in2)帕(Pa)11×10—51.019716×10—50.9869236x10—51.019716×10－10.75006x10—21.450442×10—4巴(bar)1x10511.0197160.98692361.019716×1040.75006×1031.450442×10工程大氣壓(kgf/cm2)0.980665×1050.98066510.967841×1040.73556×1031.4224×10標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)1.01325×1051.013251.0332311.03323×1040.76×1031.4696×10毫米水柱(mmH20)0.980665×100.980665×10-41×10-40.96784×10-410.73556×10-11.4224×10-3毫米汞柱(mmHg)1.333224×1021.333224×10-31.35951×10-31.3158×10-31.35951×1011.9338×10-2磅力/平方英寸(1bfAn2)0.68949×1040.68949×10-10.70307×10-10.6805×10-10.70307×1030.51715×10215絕對(duì)壓力PJ：介質(zhì)承受的實(shí)際壓力。大氣壓力PD

：由地球表面空氣柱重量形成的壓力，稱為大氣壓力。與海拔、地理位置、氣象等因素有關(guān)。表壓力PB：高于大氣壓的絕對(duì)壓力與大氣壓力PD

之差。真空度或負(fù)壓PZ：低于大氣壓的絕對(duì)壓力與大氣壓力PD之差。6二、壓力的表示方法66.1壓力測(cè)量概述一般情況均以大氣壓的絕對(duì)壓力為參考點(diǎn)較高真空度時(shí)，常使用絕對(duì)壓力表示介質(zhì)壓力。二、壓力的表示方法76.1壓力測(cè)量概述液柱式壓力檢測(cè)法 利用液體靜力學(xué)原理，把被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度差進(jìn)行測(cè)量。彈性法壓力測(cè)量 利用各種形式的彈性元件，在被測(cè)介質(zhì)的壓力作用下產(chǎn)生的彈性變型（位移）來測(cè)壓。電氣式壓力檢測(cè) 利用壓力敏感元件直接將壓力轉(zhuǎn)換成電阻、電荷等電量的變化?；钊綁毫z測(cè)（平衡法） 利用某標(biāo)準(zhǔn)重力或砝碼的重量與被測(cè)壓力相平衡的原理測(cè)量。三、壓力的檢測(cè)方法86.1壓力測(cè)量概述（1）液柱式壓力計(jì)：根據(jù)流體靜力學(xué)原理，把被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度。利用這種方法測(cè)量壓力的儀表有U形管壓力計(jì)，單管壓力計(jì)和斜管壓力計(jì)等。（2）彈性式壓力計(jì)：根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成位移。四、壓力測(cè)量?jī)x表的分類96.1壓力測(cè)量概述（3）電氣式壓力計(jì)：將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成各種電量。如電感、電容、電阻、電位差等，依據(jù)電量的大小實(shí)現(xiàn)壓力的間接測(cè)量。（4）活塞式壓力計(jì)：將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞面積上所加平衡砝碼的質(zhì)量。它普遍地被作為標(biāo)準(zhǔn)儀器用來對(duì)彈性式壓力計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)和刻度。四、壓力測(cè)量?jī)x表的分類106.1壓力測(cè)量概述分類方式類

別按作用原理和準(zhǔn)確度等級(jí)分作用原理液柱式壓力計(jì)活塞式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)電氣式壓力計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)一等標(biāo)準(zhǔn)二等標(biāo)準(zhǔn)三等標(biāo)準(zhǔn)0.5級(jí)1.0級(jí)1.5級(jí)2.5級(jí)國家基準(zhǔn)工作基準(zhǔn)一等標(biāo)準(zhǔn)二等標(biāo)準(zhǔn)三等標(biāo)準(zhǔn)精密壓力計(jì)一般壓力計(jì)0.01,0.02,0.05,0.10.2,0.5,1.0,1.52.5,4.0級(jí)0.25,0.4,0.6級(jí)1.0,1.5,2.5,4.0級(jí)按測(cè)量范圍分微壓：<10kPa；低壓：10～250kPa；中壓：0.5～100MPa高壓：l0～1000MPa；超高壓：>1000MPa按被測(cè)壓力的特點(diǎn)和種類分氣壓計(jì)：檢測(cè)大氣壓力的壓力計(jì)；壓力計(jì)：檢測(cè)表壓力的壓力計(jì)真空計(jì)：檢測(cè)負(fù)壓力的壓力計(jì)；壓差計(jì)：檢測(cè)兩處壓力差的壓力計(jì)微壓計(jì)：用于檢測(cè)10kPa以下的壓力計(jì)按顯示方法和功能分現(xiàn)場(chǎng)顯示型：如指針式壓力計(jì)和記錄式壓力計(jì)遠(yuǎn)距離顯示型：如遠(yuǎn)傳壓力計(jì)、電氣式壓力計(jì)報(bào)警或調(diào)節(jié)型：如電接點(diǎn)式壓力計(jì)數(shù)字顯示型：如數(shù)字式壓力計(jì)按用途分普通型；耐熱型；耐振型；密封型；禁油型；蒸汽型壓力測(cè)量?jī)x表的分類11原理： 利用液柱對(duì)液柱底面產(chǎn)生的靜壓力與被測(cè)壓力相平衡的原理，通過液柱高度來反映被測(cè)壓力大小的儀表。特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，有相當(dāng)高的準(zhǔn)確度，在本專業(yè)中應(yīng)用很廣泛。其缺點(diǎn)是量程受液柱高度的限制，體積大，玻璃管易損及讀數(shù)不方便等。應(yīng)用： 常用于低壓、負(fù)壓或壓力差的檢測(cè)。6.2液柱式壓力計(jì)12結(jié)構(gòu)：由U形玻璃管、工作液及刻度尺組成。測(cè)量：兩個(gè)管口分別接壓力P1和P2。當(dāng)P1＝P2時(shí)，左右兩管的液體的高度相等。當(dāng)P2≠P1時(shí)，U形管的兩管內(nèi)的液面便會(huì)產(chǎn)生高度差。式中：ρ－U形管內(nèi)所充工作液的密度；

g－U形管所在地的重力加速度；

h1，h2－U形管左右兩管的液面相對(duì)于0刻度的高度差。特點(diǎn)：測(cè)量差值；高度與

ρ有關(guān)13一、U管測(cè)壓原理及結(jié)構(gòu)136.2液柱式壓力計(jì)14表5-3液柱式壓力常用封液的性質(zhì)封液名稱化學(xué)符號(hào)有無毒性在20℃時(shí)的密度／(kg／m3)體膨脹系數(shù)／℃一1水銀水酒精四氯化碳HgH2oC2H5OHCCL4有無無有13545.7998.2789.2159418.2×10-520.7×10-5112×10-5124×10-514一、U管測(cè)壓原理及結(jié)構(gòu)6.2液柱式壓力計(jì)二、杯形（單管）測(cè)壓原理及結(jié)構(gòu)原理：式中：ｈ1，ｈ2－分別為寬口容器內(nèi)液面的下降高度及測(cè)量管內(nèi)液面的上升高度；

Ａ1，Ａ2－分別為寬口容器及測(cè)量管的橫截面積。

當(dāng)Ａ2／Ａ1<<0.01時(shí)：且誤差小于１％。

結(jié)構(gòu)：U形管，兩側(cè)管子的直徑相差很大，

只進(jìn)行一次讀數(shù)。156.2液柱式壓力計(jì)結(jié)構(gòu)：變形單管壓力計(jì)，為了減小讀數(shù)相對(duì)誤差，拉長(zhǎng)液柱，把測(cè)量管斜放一個(gè)角度測(cè)量范圍：用于測(cè)量微壓、負(fù)壓和壓差原理：帶入上式：常數(shù)項(xiàng)液柱長(zhǎng)度三、斜管微壓計(jì)測(cè)壓原理及結(jié)構(gòu)166.2液柱式壓力計(jì)特點(diǎn)：α角越小，L則越長(zhǎng)，測(cè)量靈敏度就越高；但α角不能太?。ㄒ话悴恍∮?5°），否則讀數(shù)困難，反而增加讀數(shù)誤差。176.2液柱式壓力計(jì)U形管液柱式壓力計(jì)杯形液柱式壓力計(jì)傾斜式液柱壓力計(jì)液柱式壓力計(jì)的種類186.2液柱式壓力計(jì)常用液柱式壓力計(jì)的種類與比較191、環(huán)境溫度變化的影響及修正 環(huán)境溫度偏離規(guī)定溫度t0后，工作液密度改變對(duì)壓力計(jì)讀數(shù)影響的修正公式為 一般情況下可不考慮標(biāo)尺長(zhǎng)度變化的影響。四、液柱式壓力計(jì)的測(cè)量誤差及其修正工作液體膨脹系數(shù)，1/℃206.2液柱式壓力計(jì)2、重力加速度變化的修正 儀表使用地點(diǎn)的重力加速度由下式計(jì)算：式中：H，φ－使用地點(diǎn)的海拔（m）和緯度（°）；

gn——標(biāo)準(zhǔn)重力加速度，9.80665m/s2；

R——地球的公稱半徑，6356766m。四、液柱式壓力計(jì)的測(cè)量誤差及其修正壓力讀數(shù)的修正公式為

hn——標(biāo)準(zhǔn)重力加速度下的工作液液柱高度；hφ——使用地點(diǎn)（重力加速度為gφ）的液柱高度216.2液柱式壓力計(jì)3、毛細(xì)管現(xiàn)象的影響

毛細(xì)管吸附性液體產(chǎn)生正誤差；通常要求液柱式壓力計(jì)測(cè)量管的內(nèi)徑不小于10mm。四、液柱式壓力計(jì)的測(cè)量誤差及其修正當(dāng)管內(nèi)工作液為吸附性液體時(shí)，液面呈凹面【水、酒精】當(dāng)管內(nèi)工作液為非吸附性液體時(shí)，液面呈凸面【汞】226.2液柱式壓力計(jì)4、讀數(shù)誤差

液柱式壓力計(jì)還存在刻度、讀數(shù)、安裝等方面的誤差。四、液柱式壓力計(jì)的測(cè)量誤差及其修正236.2液柱式壓力計(jì)用彈性元件作為壓力敏感元件把壓力轉(zhuǎn)換成位移，位移的大小與被測(cè)壓力成正比關(guān)系。目前，作壓力檢測(cè)的彈性元件主要有膜片、波紋管和彈簧管。6.3彈性壓力計(jì)一、彈性壓力計(jì)的原理24彈性元件受外部壓力后其作用力的大小為：F＝AP式中：A—彈性元件承受壓力的有效面積 根據(jù)虎克定律，彈性元件在一定范圍內(nèi)變形與所受外力成正比關(guān)系，即F＝CS

式中：C—彈性元件的剛度系數(shù)；

S—彈性元件在受到外力F作用下所產(chǎn)生的位移。 彈性元件受壓力為P時(shí)。其位移量為：

S＝F/C＝P?A/C

比值A(chǔ)/C的大小決定了彈性元件的壓力測(cè)量范圍，一般地，A/C越小，可測(cè)壓力越大.256.3彈性壓力計(jì)彈性元件的結(jié)構(gòu)和特性26(1)彈簧管。單圈彈簧管是彎成圓弧形的金屬管子。當(dāng)通入壓力P后，它的自由端就會(huì)產(chǎn)生位移。單圈彈簧管位移量較小，為了增大自由端的位移量，以提高靈敏度，可以采用多圈彈簧管。(2)彈性膜片。它是由金屬或非金屬彈性材料做成的膜片，在壓力作用下，膜片將彎向壓力低的一側(cè)，使其中心產(chǎn)生一定的位移。為了增加膜片的中心位移，提高靈敏度，可把兩片膜片焊接在一起，成為一個(gè)薄盒子，稱為膜盒。(3)波紋管。它是一個(gè)周圍為波紋狀的薄壁金屬筒體，這種彈性元件易于變形，且位移可以很大。膜片、膜盒、波紋管多用于微壓、低壓或負(fù)壓的測(cè)量；單圈彈簧管和多圈彈簧管可以作高、中、低壓及負(fù)壓的測(cè)量。二、彈性壓力計(jì)的種類及性能276.3彈性壓力計(jì)28序號(hào)分類方法類別名稱1按用途分一般壓力計(jì)、精密壓力計(jì)、特殊壓力計(jì)2按測(cè)壓種類分壓力計(jì)、真空計(jì)、壓力真空計(jì)、絕壓計(jì)、專用壓力計(jì)3按彈性元件種類分彈簧管式、螺旋彈簧管式、膜片式、膜盒式、薄膜式4按耐抗振性能分普通型、抗振動(dòng)型、耐振動(dòng)型、抗顛震型、耐顛振型、抗沖擊型5按防護(hù)性能分普通型、防水型、密封型、充油型、防塵型6按表殼公稱直徑分表殼公稱直徑／mm4060100200250接頭螺紋M10×1M14×1.5M20x1.5M20×1.5M20～120×1.57按精度等級(jí)分名

稱

精度等級(jí)表殼公稱直徑／mm精密壓力計(jì)0.25級(jí)；0.4級(jí)；0.6級(jí)150；

200；

250普通壓力計(jì)1.0級(jí)；1.5級(jí)；2.5級(jí)；4.0級(jí)40；

60；

100；

150；

200；

250。8按檢測(cè)范圍分

種類

微壓

低壓

中壓

高壓

超高壓

范圍<10kPalO～250kPaO．25～100MPa10～1000MPa>1000MPa彈性式壓力計(jì)的種類28三、彈性壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)1、普通型壓力計(jì)工作原理:被測(cè)壓力介質(zhì)從開口端進(jìn)入并充滿彈簧管的整個(gè)內(nèi)腔，并使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移，同時(shí)改變指針偏轉(zhuǎn)。296.3彈性壓力計(jì)三、彈性壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)1、普通型壓力計(jì)結(jié)構(gòu)（彈簧管）：截面是非圓形（橢圓形或扁圓形），彎成圓弧狀，管子一端封閉，另一端為開口。閉口端作為自由端，開口端作為固定端。特點(diǎn)：彈簧管壓力表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉，它使用范圍廣，測(cè)量范圍寬。測(cè)量范圍：負(fù)壓、微壓、低壓、中壓和高壓，因此應(yīng)用十分廣泛。精度等級(jí)：

0.5、1.0、1.5、2.5級(jí)。306.3彈性壓力計(jì)2、真空計(jì)和壓力真空計(jì)彈簧管式真空計(jì)和壓力真空計(jì)也屬于一般壓力計(jì)，它的結(jié)構(gòu)原理基本上與上述普通的壓力計(jì)相同，所不同的只是儀表的指針指示的移動(dòng)方向和表盤的刻度方向與普通型壓力計(jì)不同。壓力真空表：以大氣壓力為基準(zhǔn)，用于測(cè)量大于和小于大氣壓力的儀表。真空壓力表：以大氣壓力為基準(zhǔn)，用于測(cè)量小于大氣壓力的儀表316.3彈性壓力計(jì)3、膜片式和膜盒式壓力計(jì)形狀：膜片是一種沿外緣固定的片狀形測(cè)壓彈性元件，按剖面形狀分為平膜片和波紋膜片；特性：一般用中心的位移和被測(cè)壓力的關(guān)系來表征。當(dāng)膜片的位移很小時(shí)，它們之間有良好的線性關(guān)系；波紋膜片：壓有環(huán)狀同心波紋的圓形薄膜，其波紋的數(shù)目、形狀、尺寸和分布情況與壓力測(cè)量范圍有關(guān)；膜盒：將兩塊膜片沿周邊對(duì)焊起來，成一盒子，將膜盒內(nèi)部抽成真空、密封，則當(dāng)膜盒外壓力變化時(shí)，膜盒中心將產(chǎn)生位移。常用來測(cè)量大氣的絕對(duì)壓力。326.3彈性壓力計(jì)333、膜片式和膜盒式壓力計(jì)PxPxPxPx平薄片波紋片膜盒Px波紋管336.3彈性壓力計(jì)常用材料：

錫鋅青銅、磷青銅、鈹青銅、高彈性合金、恒彈性合金、碳素銅、不銹鋼等。膜片的厚度一般在0.05～0.3mm。直接應(yīng)用：

膜片受壓力作用產(chǎn)生位移，可直接帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)指示。但是，由于膜片的位移較小，靈敏度低，指示精度也不高，一般為2.5級(jí)。結(jié)合應(yīng)用： 膜片更多的是和其他轉(zhuǎn)換元件合起來使用，通過膜片和轉(zhuǎn)換元件把壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。常用的有電容式壓力傳感器、光纖式壓力傳感器及力矩平衡式壓力變送器等。346.3彈性壓力計(jì)6.4電氣式壓力計(jì)1、電氣壓力計(jì)的種類(1)壓阻式：金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料受到被測(cè)壓力作用時(shí)，根據(jù)壓阻效應(yīng)，將壓力變換成電阻的變化，通過對(duì)電阻變化的測(cè)量，而實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量。

(2)壓磁式：某些鐵磁材料的導(dǎo)磁系數(shù)隨所受壓力而變化，用它作為線圈的鐵芯，壓力變化時(shí)線圈的電感或互感就發(fā)生變化，通過對(duì)電感或互感的測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。

(3)壓電式：某些電介質(zhì)受到壓力后，其表面產(chǎn)生束縛電荷，通過對(duì)此電荷變化的測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。351、電氣壓力計(jì)的種類

(4)光纖式：通過壓力對(duì)光或光纖的調(diào)制作用，使光的強(qiáng)度、相位或偏振態(tài)發(fā)生變化，通過對(duì)它們的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量。

(5)振動(dòng)式：被測(cè)壓力作用到弦絲或振筒上，使其產(chǎn)生應(yīng)變，它的振動(dòng)頻率隨之發(fā)生變化，通過測(cè)量此頻率變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。366.4電氣式壓力計(jì)6.4電氣式壓力計(jì)2、電氣式壓力傳感器電阻式壓力傳感器電阻絲長(zhǎng)電阻絲截面電阻率由于，所以令導(dǎo)線變形應(yīng)變電阻相對(duì)變化率37應(yīng)變式傳感器的靈敏度系數(shù)，它表示單位應(yīng)變所引起的電阻相對(duì)變化；主要由幾何尺寸變化所引起的電阻變化和材料電阻率變化引起的電阻變化兩部分組成。，對(duì)于金屬材料的應(yīng)變式傳感器，前一部分是主要的；而對(duì)于半導(dǎo)體材料，后一部分是主要的。386.4電氣式壓力計(jì)，①靈敏度系數(shù)值要大，并且在較大應(yīng)變范圍內(nèi)保持常數(shù)；②電阻溫度系數(shù)小；③電阻率大；④機(jī)械強(qiáng)度高且易于拉絲或輾?。虎菖c銅絲的焊接性好，與其他金屬的接觸電勢(shì)小。

目前常用的材料有康銅、鎳鉻合金、鎳鉻鋁合金、鉑、鉑鎢合金等?；疽螅?96.4電氣式壓力計(jì)，金屬電阻應(yīng)變片組成：金屬絲式應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)1-粘合層;2—基底;3一蓋片;4一敏感柵;5—引線406.4電氣式壓力計(jì)6.4電氣式壓力計(jì)霍爾效應(yīng)：將矩形半導(dǎo)體薄片（鍺、銻化銦、砷化銦等）置于磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與薄片的Z軸相同。沿著薄片的Y軸方向通入恒定的控制電流，在逆Y軸方向就會(huì)產(chǎn)生電子流運(yùn)動(dòng)，這些帶電粒子在洛倫茲力的作用下會(huì)偏離運(yùn)動(dòng)軌跡。使得薄片的左側(cè)經(jīng)過電子的累計(jì)帶正電荷，薄片的右側(cè)帶負(fù)電荷。這時(shí)沿著薄片X軸的兩側(cè)就會(huì)產(chǎn)生電位差，這電位差就是霍爾電勢(shì)。這一物理效應(yīng)叫做霍爾效應(yīng)。這個(gè)矩形半導(dǎo)體薄片就叫做霍爾元件或霍爾片。②霍爾式壓力傳感器41霍爾電勢(shì)可表示為：

其中，式中，—霍爾常數(shù)，與霍爾片材料、結(jié)構(gòu)有關(guān)；

—霍爾系數(shù)，霍爾元件的靈敏度；

L—霍爾片電勢(shì)導(dǎo)出端長(zhǎng)度；

b—霍爾片的電流輸入端寬度；

d—霍爾片厚度?；魻栯妱?shì)：UH與L成正比，與b成反比426.4電氣式壓力計(jì)結(jié)構(gòu)：霍爾片與彈簧管的自由端相連，處于兩對(duì)磁極所形成的非均勻磁場(chǎng)之中?；魻柶乃膫€(gè)端面引出四根導(dǎo)線，其中與磁鋼2平行的兩根導(dǎo)線和直流穩(wěn)壓電源相連接，另兩根導(dǎo)線用來輸出信號(hào)?；魻枆毫鞲衅鳎狠敵鲂盘?hào)連接電源436.4電氣式壓力計(jì)原理：在被測(cè)壓力作用下，彈簧管的自由端產(chǎn)生位移，改變了霍爾片處于非均勻磁場(chǎng)之中的位置，從而將機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)VH進(jìn)行遠(yuǎn)傳。特點(diǎn)：霍爾片對(duì)溫度變化非常敏感，需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償；霍爾片連接的外部直流電源應(yīng)具有恒流特性；以保證流過霍爾片的電流恒定。應(yīng)用：目前霍爾壓力變送器是應(yīng)用較多的一種壓力遠(yuǎn)傳儀表?；魻枆毫鞲衅鳎?46.4電氣式壓力計(jì)原理：基于壓電效應(yīng)原理，即壓電材料受壓時(shí)會(huì)在其表面產(chǎn)生電荷，其電荷量與所受的壓力成正比。壓電材料分類：?jiǎn)尉w，如石英、酒石酸鉀鈉、鈮酸鋰等多晶體，如壓電陶瓷，包括鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等多晶體的壓電陶瓷，經(jīng)極化處理后壓電陶瓷具有非常高的壓電系數(shù)，為石英晶體的幾百倍壓電式壓力傳感器456.4電氣式壓力計(jì)壓電式壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖壓電元件被夾在兩塊彈性膜片之間，當(dāng)壓力作用于膜片，使壓電元件受力而產(chǎn)生電荷電荷量經(jīng)放大可轉(zhuǎn)換成電壓或電流輸出輸出的大小與輸入壓力成正比關(guān)系式中，q－電荷量；

k－壓電常數(shù)；

S－作用面積；

p－被測(cè)壓力。壓電元件絕緣體膜片殼體466.4電氣式壓力計(jì)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、小巧輕便工作可靠線性度好頻率響應(yīng)高量程范圍大等優(yōu)點(diǎn)晶體上產(chǎn)生的電荷量很小，需要加高阻抗的直流放大器對(duì)溫度效應(yīng)大環(huán)境適應(yīng)能力有限，需要增加溫度補(bǔ)償、振動(dòng)加速度補(bǔ)償?shù)取?76.4電氣式壓力計(jì)原理：電容式壓力變送器是通過彈性膜片的位移引起電容量的變化從而測(cè)出壓力(或差壓)的。平行極板電容器的電容量為：電容式壓力傳感器電容變換器有變間隙式、變面積式和變介電常數(shù)式三種差動(dòng)式壓力（壓差）電容轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)示意圖1,4－隔離膜片2,3－不銹鋼基座5－玻璃絕緣層6－固定電極7－彈性膜片8－引線486.4電氣式壓力計(jì)493、電氣式壓力變送器①電阻式差壓變送器，上端接入?yún)⒖級(jí)毫2、下端接入被測(cè)壓力P1

被測(cè)壓力P1與參考?jí)毫ο嗟葧r(shí)，硅膜片不產(chǎn)生應(yīng)變變形當(dāng)被測(cè)壓力P1大于參考?jí)毫2時(shí)，硅膜片產(chǎn)生應(yīng)變，使電阻R1＝R3<R2＝R4，測(cè)量電橋失去平衡，其輸出經(jīng)放大及相應(yīng)的變換，將P1的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4～20mA的輸出。硅半導(dǎo)體壓力變送器敏感部件原理圖硅半導(dǎo)體壓力變送器測(cè)量電路原理圖496.4電氣式壓力計(jì)3、電氣式壓力變送器②電容式差壓變送器，506.4電氣式壓力計(jì)一、壓力檢測(cè)儀表的選用1.壓力檢測(cè)儀表量程的選擇，6.5壓力檢測(cè)儀表的選用和校驗(yàn)選擇量程的原則：最大工作壓力不應(yīng)超過儀表滿量程的3/4；在被測(cè)壓力波動(dòng)較大或檢測(cè)脈動(dòng)壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過儀表滿量程的2/3；為了保證檢測(cè)準(zhǔn)確度，最小工作壓力不能低于滿量程的1/3；當(dāng)被測(cè)壓力變化范圍較大，最大和最小工作壓力不可能同時(shí)滿足時(shí)，在選擇儀表量程時(shí)，應(yīng)首先滿足最大工作壓力要求。512.壓力檢測(cè)儀表精度的選擇，目前我國壓力檢測(cè)儀表規(guī)定的精度等級(jí)有：標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)：0.05，0.1，0.16，0.2，0.25，0.35；一般壓力計(jì)：0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。3.壓力檢測(cè)儀表的類型選擇

由于壓力計(jì)的種類和型號(hào)很多，所以在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的大小、被測(cè)