壓力儀表探究
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壓力，機(jī)械術(shù)語上也稱作壓縮應(yīng)力，其特殊的特性會(huì)對(duì)其測(cè)量的方法有影響：
■壓力測(cè)量通常需要確定單位面積下的單位力
■靜態(tài)和流動(dòng)的液體中都存在壓力測(cè)量的問題
■液體壓力通常是用其與其它的東西比較得出差壓值。
兩種形式的壓力測(cè)量可以分為三類：
■絕對(duì)壓力是對(duì)于絕對(duì)真空得出的測(cè)量值，它完全消除了大氣壓力值對(duì)測(cè)量的影響。在一些應(yīng)用場(chǎng)合下，絕對(duì)壓力的讀數(shù)對(duì)控制過程上下之間的聯(lián)系很有幫助，所以這種方法是研究或設(shè)計(jì)時(shí)的首選。但是要在傳感器盒內(nèi)安裝一個(gè)全真空的部分是很不實(shí)際的，傳感器通常是用一個(gè)固定的校正系數(shù)或者用更為復(fù)雜的單元測(cè)量大氣壓力值來對(duì)儀表讀數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
■差壓是指一個(gè)區(qū)域或容器內(nèi)的壓力與另外一個(gè)之間的比較。其讀數(shù)就是這兩者之間的差值，并且即不需要考慮這兩者任何一方對(duì)應(yīng)的大氣壓值也不需要考慮其真空值。
■表壓，是差壓的一種形式，它是指一個(gè)區(qū)域或容器內(nèi)的壓力與大氣壓之間的比較。這個(gè)是最實(shí)用的一種形式。
兩種壓力測(cè)量最常用的計(jì)量單位是psi和bar。前者現(xiàn)在在美國(guó)是常用的，但是后者現(xiàn)在正變得越來越通用。bar由于其數(shù)值表示更為便捷，現(xiàn)在已經(jīng)大范圍地取代了帕和千帕。還有許多其他的計(jì)量單位，但是這些都是使用在特殊場(chǎng)合下的。psi和bar都使用后綴“a”或“g”來表示絕對(duì)壓力或表壓。當(dāng)沒有后綴時(shí)，默認(rèn)為表壓。
差壓值的測(cè)量不需要確定絕對(duì)壓力值或表壓值，因?yàn)閮烧咧g的測(cè)量只需要直接比較就可以了。其讀數(shù)就是兩者之間的差值，無法得出兩者各自的值。假設(shè)兩個(gè)容器之間的差壓值為50psi，一個(gè)容器內(nèi)可能為10psi另一個(gè)為60psi，或者是一個(gè)為5000psi另一個(gè)為5050psi。如果沒有其他傳感器的話是沒有辦法確定相對(duì)于大氣壓的值的。差壓通常使用后綴“d”。
通常地，機(jī)械儀表都標(biāo)配有曲面波登管，也有許多其他可用的配置。雖然有許多形式的儀表，但是電子式的最為常用。
圖1：傳統(tǒng)的機(jī)械表使用的是一個(gè)彎曲的，閉合的“波登管”，
當(dāng)內(nèi)部壓力增加的時(shí)候，可能會(huì)使其變直。
電子壓力儀表和機(jī)械儀表在表示精度時(shí)都是一樣的：按百分比確定誤差值。例如，一個(gè)高品質(zhì)的0－500psi的機(jī)械儀表的精度為滿量程的±0.5%。這就意味著在其測(cè)量范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)其誤差范圍為5psi（±2.5 psi）。電子傳感器和變送器通常也使用這樣的精度規(guī)范。由于量程與精度掛鉤，所以在允許的壓力波動(dòng)或突變范圍內(nèi)，選擇測(cè)量范圍離實(shí)際值最接近的儀器是非常重要的。換句話說，如果你的過程是運(yùn)行在75psi壓力下的話，你選用精度都一樣的0－100psi的表會(huì)比0－500psi的表要好。在選擇和使用壓力儀器時(shí)，錯(cuò)誤的量程選擇是最常見的一種錯(cuò)誤。只考慮成本的采購(gòu)商會(huì)為了減小成本而選擇一種壓力儀器，然后試著將其應(yīng)用于一個(gè)很廣的使用范圍。這樣的結(jié)果使精度得不到保證。
一些變送器可以通過調(diào)節(jié)電路來調(diào)節(jié)其測(cè)量范圍。比如說，一個(gè)設(shè)計(jì)為可以測(cè)量0－500psi的元器件可以通過調(diào)節(jié)讓其只顯示0－300的量程。這樣可以在4～20mA信號(hào)上得出相應(yīng)的讀數(shù)區(qū)間，但并不是真正的增加了精度。大多數(shù)情況下，其最大的誤差值將會(huì)和滿量程0－500的誤差值一樣。
圖2：這個(gè)壓縮空氣罐有絕壓和表壓兩個(gè)轉(zhuǎn)換器。當(dāng)表壓改變到100psig
時(shí)，絕壓讀數(shù)改變到114.7psia。如果這個(gè)罐拿到外太空去，那么兩個(gè)轉(zhuǎn)
換器的讀數(shù)都是114.7psi，因?yàn)樗鼈兌际窍鄬?duì)于絕對(duì)真空得到的值。
評(píng)論