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在工業生產、科研等各個領域，壓力、差壓始終是直接測量和控制的重要參數，如電廠鍋爐主汽壓、再熱汽壓、爐膛負壓等。 另外，還有液面水平和流量等難以直接測量的參數，通過壓力和差壓的測量間接得到的情況較多。 因為這些參數都是力的現象，所以測量方法和使用機器有很多相同點。 介紹壓力、差壓的測量方法、測量中使用的設備和使用的代表性傳感器的基本原理和結構。

1 .壓力和差壓的基本概念

1.1基本概念

壓力和壓差是工業生產過程中重要的工藝參數之一，正確測量和控制壓力是保證工業生產過程良好運行、實現高產低耗和安全生產的重要環節。 壓力是垂直且均勻地作用于單位面積的力，即物理學上的壓力，差壓是兩個測量壓力之間的差，即壓力差。

在壓力測量中，有根據參照點不同工程上的壓力不同的表示方法。

(1)壓力。 被測定介質作用于物體表面的所有壓力稱為壓力。

(2)大氣壓。 地球表面空氣質量產生的壓力叫做大氣壓力。 隨地理緯度、海拔和氣象條件而變化。

(3)鐘表的壓力。 壓力與當地大氣壓之差稱為表壓力，工程上需要測量的是大氣壓以外的壓力大小，因此壓力表的指示值為表壓力(即人的表壓力為壓力，表示表壓力)。

(4)真空度(負壓)。 壓力小于大氣壓時，表壓力為負值(負壓力)，其值稱為真空度。

(5)差壓。 任意兩個壓力的差稱為壓差。

壓力=表壓力+大氣壓力

這些表達的關系如圖3-1所示。 另外，工程上按壓力的時間變化關系有靜態壓力(時間變化或變化緩慢的壓力)和動態壓力(時間急速變化的壓力)。

1.1.2壓力單位

壓力是力和面積的導出量。 在國際單位制中，施力單位稱為牛頓，面積單位稱為平方米，壓力單位稱為牛頓/平方米，用符號N/m2表示的壓力單位稱為帕斯卡或帕斯卡，符號為Pa。 1Pa=1N/m2。 由于pa單位過小，因此在工序中用kPa(103Pa )和MPa(106Pa )來表示。 帕斯卡是壓力的法定單位。 現在，使用工程大氣壓kgf/cm2、mmH20、mmHg等也有成為習慣的情況。

1.1.3壓力的常用測量方法

壓力測量方法根據不同的工作原理，可以分為重力平衡方法、彈力平衡方法、物性測量方法和機械力平衡方法等。

重力平衡方法利用從一定高度的工作液產生的重力和重物的重量與被檢測壓力平衡的原理，將被檢測壓力轉換為液柱的高度和重物的重量進行測量。 例如，液柱壓力表或活塞式壓力表； 彈性力平衡方法利用彈性元件受到壓力而彈性變形，產生的彈性力與被檢測壓力平衡的原理，將壓力轉換為位移，通過測量彈性元件的位移變形的大小來測量被檢測壓力。 這種壓力表有多種類型，能夠測量壓力、負壓、壓力和壓差，應用zui的廣泛物性測量方法是利用傳感器在壓力的作用下，某種物理特性隨壓力的關系而變化的原理，將被測壓力直接轉換為各種電量進行測量。 例如應變式、壓電式、靜電電容式壓力傳感器等； 機械力平衡方法通過轉換元件將被檢測壓力轉換為集中力，使其與外力平衡，通過測量平衡時的外力來檢測被檢測壓力，力平衡式儀表能夠達到高精度，但結構復雜。 稱重傳感器分為機械式和電氣式，機械式為液體柱、活塞式、彈性元件式等，具有結構簡單、使用方便、價格低廉等特點。 電氣式例如壓電式、壓電電阻式、壓電式具有動態性能好、靈敏度高、容易小型化、容易長距離傳輸等特征。 目前，這兩種傳感器被廣泛應用。

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