水工壓力儀表基礎知識

1.壓力

均勻垂直作用在單位面積上的力稱為壓力，又稱壓強。在物理學上稱壓強，在工程技術上常稱為壓力。

壓力可用下式表示：

p = F / S

式中，p—壓力；F—作用力；S—受力面積。

壓力的法定單位為帕斯卡（Pa）。1牛頓（N）的力均勻而垂直地作用在1平方米（m2）面積上所產生的壓力，即為1帕[斯卡>，符號為Pa 。

常見的非法定壓力單位有工程大氣壓（kgf/cm2）、標準大氣壓（atm）、毫米水柱（mmH2O）、毫米汞柱（mmHg）等，這些非法定單位應盡量避免使用。

壓力根據其性質及表達方式可以分為：

①大氣壓力

大氣壓力是地球表面大氣自重所產生的壓力。其值隨著氣象情況、海拔高度和地理緯度等不同而改變。

②壓力

是以零作為參考壓力的差壓。

③表壓

表壓是以大氣壓作為參考壓力的差壓。以大氣壓為參考壓力，高于大氣壓的壓力習慣上叫做正壓；低于大氣壓的叫做負壓，或疏空。當壓力接近零時，稱為真空。

④差壓

差壓是指兩個相關壓力之間的差值。

2.壓力儀表

測量壓力的儀表統稱為壓力儀表，或壓力計。壓力計根據測量原理不同，可分為液體壓力計、彈簧式壓力計、活塞壓力計、浮力壓力計與壓力傳感器（或壓力變送器、數字壓力計）等。

以下主要介紹以下在我們常見的壓力計，有斜管微壓計，和壓力表、真空表。

1）液體壓力計

液體壓力計是根據液體靜力學原理，利用液柱自重產生的壓力與被測壓力相平衡的原理而制成的壓力計。

液體靜力平衡方程式為：

p = p0 + ρg h

式中，p—被測壓力（壓力）；p0—大氣壓；ρ—液體密度；h—液面高度差（即液柱高度）；g—重力加速度。

燒成車間使用的斜管微壓計即屬于液體壓力計。它的玻璃測量管是一根與水平面成一定角度的細小斜管，因此能將較小的液柱高度差轉換成按比例放大的分度值。它是利用液柱的高度差來測量壓力，因此它是測量的是表壓。把上面公式的p0移到左邊，則

p - p0 = ρg h

這就是斜管微壓計的壓力計算公式，（p - p0）就是表壓，就是我們所要測量的壓力。

目前我們常使用的斜管微壓計是江西景德鎮生產的YY—10型斜管微壓計，zui小刻度為1 Pa，測量范圍（0～100）Pa或（0～80）Pa 。可以測正壓，也可以測負壓，不過測正壓與測負壓的安裝方法不同，這點要特別注意，安裝前時應認真閱讀說明書。

2）彈簧式壓力計

彈簧式壓力計是指用彈性感壓元件測量壓力的壓力計。根據虎克定律，利用彈性感壓元件受壓后產生的彈性形變，并且將形變轉換成位移，經放大后，用指針刻度盤指示出被測壓力。感壓元件主要有：單圈彈簧管（又稱C形管或波登管、包端管）、螺旋彈簧管（又稱多圈彈簧管）、膜片、膜盒、波紋管等。

彈簧式壓力計的分類：

①按彈性感壓元件的不同分為：C形管彈簧壓力表、螺旋彈簧管壓力表、膜片壓力表、膜盒壓力表等。

②按儀表用途的不同分為：a、一般用途壓力表如一般壓力表、氧壓表、乙炔表、電接點壓力表等；b、特殊用途壓力表如隔膜壓力表、防腐壓力表、耐振壓力表等。這里的一般壓力表是指用于測量對銅和銅合金不起腐蝕作用的氣體、蒸汽和液體壓力的儀表

③按儀表的精度不同分為：普通壓力表和精密壓力表。普通壓力表的精度有1級、1.6級、2.5級、4級四種。精密壓力表的精度也有0.1級、0.16級、0.25級、0.4級四種。

④按測壓種類不同分為：壓力表、負壓表（習慣叫真空表）、正負壓力表、絕壓表等。

壓力表是指以大氣壓力為參考壓力，用于測量大于大氣壓力的壓力的儀表。

真空表是指以大氣壓力為參考壓力，用于測量小于大氣壓力的壓力的儀表。

壓力真空表是指以大氣壓力參考壓力，用于測量大于和小于大氣壓力的壓力的儀表。

絕壓表是指以零為參考壓力，測量壓力的儀表。

根據我國壓力表制造標準，一般壓力表主要規格如表3-1、表3-2所示。

表3-1

形式 測量范圍/ MPa;

壓力 0～0.1 0～0.16 0～0.25 0～0.4 0～0.6

0～1 0～1.6 0～2.5 0～4 0～6

0～10 0～16 0～25 0～40 0～60

真空 0.1～0

表3-2

外殼直徑/mm 準確度等級

40，60 2.5 ，4

100 1.6 ，2.5

150，200，250 1 ，1.6

一般壓力表低于1/3測量上限的部分，由于相對誤差較大，不宜使用；

一般壓力表高于3/4測量上限的部分，如果長期使用，會損壞彈簧管，從而降低儀表的準確度，也不宜使用。

所以一般壓力表的*使用范圍為測量上限的1/3～3/4。

因此在選配一般壓力表時要特別注意其測量范圍是否合適。選擇一般壓力表的測量上限可按下面的公式進行計算：

要選壓力表的上限 = 所測zui大壓力 × 4/3

其它的彈簧式壓力計，如：

膜盒壓力表，主要用來測量微小氣壓，總的測量范圍為（0.16～40）kPa 。膜盒壓力表的結構與一般壓力表的結構有較大區別。