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壓強量測
鎖定
對流體作用於單位面積上的法向力的測定。
- 中文名
- 壓強量測
- 外文名
- Pressuremeasurement
壓強量測概念
對流體作用於單位面積上的法向力的測定,壓強通常分為相對壓強和絕對壓強。前者是測點水壓強與大氣壓強之差;後者是包括大氣壓強在內的總壓強。測定壓強的儀表稱為壓力計,按其作用原理可分為液柱式壓力汁、機械式壓力計和電測壓力傳感器等。
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壓強量測測量儀器
壓強量測液柱式壓力計
液柱式壓力計是量測液柱高度表示壓強的裝置。常用的有以下兩種。
(1)測壓管。直接用水柱高度表示壓強(或稱測壓管高度)。施測時,在測量壓強的邊壁上開測壓孔,然後用不鏽鋼管或紫銅管、橡皮管等將測壓孔連通至測壓管(通常用玻璃管)。如果壓強較大,測壓管過高,測量不便,則可改用較重的工作液體如水銀。
(2)比壓計。用來測量兩點之間的壓強差的裝置。又稱U形管壓差計。在U形玻璃管內充填非揮發性測壓用工作液體,水和水銀是兩種最常用的工作液體。
這兩種壓力計僅適用於測定恆定流時的時均壓強。由於測量結果穩妥可靠,操作簡便,為實驗室中最基本的測壓儀器。
壓強量測機械式壓力計
機械式壓力計即壓力錶,是利用金屬彈性元件受壓變形的特性來量測壓強。通過結構設計,這些元件可在外力作用下產生變形,帶動傳動機構,從而使被測壓強顯示在率定好的錶盤上。壓力錶的形式繁多,常見的有彈簧式、管環式、隔膜式和風箱式等4種。
在正常壓強量程內,壓力錶的準確度不及液柱式壓力計。使用時,須事先進行率定。
壓強量測電測壓力傳感器
電測壓力傳感器應用非電量電測原理,將感受到的液體壓力轉換成電信號,並與放大器和記錄器相配合,可以精確、快速地測定動態、靜態壓力和脈動壓力。常用的壓力傳感器有應變片壓力傳感器與晶體壓力傳感器兩種。
(1)應變片壓力傳感器。用電阻應變片作為敏感元件,當傳感器的彈性承壓元件受壓力作用變形時,粘貼在其上的應變片發生電阻的變化。通過二次儀表將此變化轉換成與被測壓力成正比的電信號輸出。
(2)晶體壓力傳感器。利用晶體在某一特定軸向受力時產生電荷的壓電效應,其電荷量與施加壓力成正比。具有壓電效應的天然晶體有石英、電氣石和羅謝耳鹽等。其中,以石英性能最好,可用以製成各種耐高温高壓的壓力傳感器。
20世紀70年代以來,隨着半導體集成電路技術的發展,超小型的硅片晶體壓力傳感器得到愈來愈廣泛的應用。硅晶片厚度只有0.05 mm,具有壓阻效應,受壓後電阻率會發生變化。在其上集成有測量電橋和處理電路,經二次儀表可得到與壓力成正比的電信號輸出。
晶體壓力傳感器可具有極高的響應速度(1MHz以上),目前廣泛用於水工、航空和船舶等方面的實驗研究。
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