压力测量的方法与压力测量的类型相比较
压力是在其上的力分布的力的区域中的比率,它是在每一个方向上施加单位面积上的力垂直于物体的表面上。一种力对另一种力的作用可以称为压力,压力是施加到或分布在表面上的力。
一、为什么要测量压力?
流体压力的测量和控制在过程工业中很重要,压力传感器测量压力,通常是气体或液体的压力。压力传感器充当传感器,它根据施加的压力生成信号,并且该信号将是电信号。压力传感器可用于间接测量其他变量,例如流体/气体流量、速度、水位和高度。
二、压力的种类有哪些?
1.气压
它是一个区域由于大气施加的力而承受的压力。
2.表压
表压是相对于大气压的压力,它可以描述为,相对于大气压的压力是高还是低
3.真空压力
真空压力是低于大气压的压力,它是通过使用真空表测量的,真空表将指示大气压和绝对压力之间的差异。
4.绝对压力
测量高于总真空或零绝对值。零绝对值代表完全没有压力
5.不同的压力
它可以定义为某个压力值和某个参考压力之间的大小差异。绝对压力可以认为是以总真空或零绝对压力为参考的压差,表压可以认为是以大气压为参考的差压。
6.静压和动压
静压在所有方向上都是均匀的,因此压力测量与不可移动的流体流动方向无关。如果压力施加在垂直于流动方向的表面上,而对平行于流动方向的表面几乎没有影响,这种存在于运动流体中的方向分量可以称为动压
三、压力测量的种类有哪些
1.液柱法——这些类型的设备是将被测压力与液柱施加的压力相平衡,如果液体的密度已知,则液柱的高度是压力的量度
2.压力计
压力计基于液柱法,可用于测量流体的压力,该装置基于通过相同或其他液柱平衡液柱的原理,分为简单压力表和差动压力表两种.简单压力计是测量管道或容器中包含的流体中某一点的压力的压力计,差压计测量管道或容器中包含的流体中任意两点之间的压力差。压力计的特性是它们具有高化学稳定性、低粘度、低毛细管常数、低挥发性和低蒸气压。
3.弹性单元法
弹性元件压力测量装置是指被测压力使某些弹性材料在其弹性极限内变形并且变形的大小与所施加的压力大致成正比的装置
4.隔膜式
膜片元件可以分为两种类型,第一种是利用膜片的弹性特性的元件,第二种是通过弹簧或其他单独的弹性元件对抗的元件。第一个由一个或多个囊体组成,每个囊体由两个通过软钎焊、铜焊或焊接连接在一起的膜片组成,膜片元件中常用的金属有黄铜、磷青铜和不锈钢。第二种类型的隔膜用于抑制压力并对相对的弹性元件施加力,隔膜将是柔性的。隔膜的运动受到弹簧的阻碍,该弹簧确定给定压力下的偏转。
5.隔膜式的优点及应用
用于极低压、真空或差压的测量。它们通常用于腐蚀性很强的环境。它们的优点是非常灵敏,它们可以在非常小的范围内测量分压差,并且只需要更少的空间。
6.波登压力表
该设备背后的想法是,当以任何方式变形时,横截面管将在压力作用下恢复其圆形形状。管子一般弯成C形或27度左右的弧长。波登管可用于非常高范围的压差测量。波登规也可以制成螺旋线或螺旋线的形式,以获得更好的线性度和大灵敏度波登管材料必须具有良好的弹性或弹簧特性
(1)波登压力表的优点
·成本低,施工简单
·有多种范围可供选择
·高精确度
(2)波登压力表的缺点
·低弹簧梯度
·对滞后、冲击和振动的敏感性
7.波纹管
波纹管用于测量压力,它们可以由级联胶囊制成。它基本上是通过将许多单独的隔膜固定在一起而制造的。波纹管元件是一件式可膨胀、可折叠和轴向柔性的构件。它可以由一块薄金属制成。常用的波纹管元件是通过轧制管子,通过液压成型拉制管子,通过从实心金属材料车削而成。充液波纹管可用于多种传感器应用
(1)波纹管的优点
·中等成本
·交付强力
·在中低压力范围内表现良好
(2)波纹管的缺点
·不适合高压
·需要环境温度补偿
8.应变式压力传感器
这是一种被动类型的电阻压力传感器,当它被拉伸或压缩时,它的电阻会发生变化。应变计是一种线,当受到机械应变时,由于物理效应会改变其电阻。应变片连接到膜片,当膜片因施加的压力而弯曲时,应变片会拉伸或压缩,并且由于其横截面积的这种变化,其电阻会因此发生变化,这种变化被转换为通过链接两个或四个类似于惠斯通电桥的类似仪表来提供电压,从而可以最大化输出并降低对错误的敏感性。
(1)应变式压力传感器的优点
·维护简单,安装方便
·良好的准确性和稳定性
·响应速度快
·测量范围广
·没有移动部件和高输出信号强度超过范围容量
(2)应变式压力传感器的缺点
·需要温度补偿和恒压供电
·电子读数是必要的
9.压电压力传感器
压电是一些材料(主要是晶体)响应施加的机械应力而产生电势的能力。在该换能器中,压电效应用于某些材料(如石英)以产生快速电信号并测量由于压力而对传感机构造成的应变。常见的压电压力传感器类型有电荷模式型和低阻抗电压模式型
(1)压电压力传感器的优点
·频率响应好,无需外接电源
(2)压电压力传感器的缺点
·温度变化会影响输出,无法测量静压
10.压阻式传感器
压阻是由于材料中应力的变化而引起的材料电阻的变化。压阻表因数随着温度升高而降低,利用这种效应的传感器是基于硅的MEMS压力传感器,它具有多种应用,如血压传感和轮胎压力传感