Давление единицы измерения давления виды давления: Виды давления в системе измерения

Виды давления в системе измерения

Давление — действующая сила, находящаяся на поверхности тела, деленная на площадь данной поверхности. В системе СИ измеряется в Па (Паскалях). Метрологи измеряют давление в единицах измерения – миллибар, которая равно 100 Па. Для обозначения типа в нашем каталоге в разделе датчики давления у каждого датчика существует специально поле «Тип измеряемого давления». Разберем какие бывают типы.

• Абсолютное давление (ДА)   

Абсолютное давление — величина измеренная относительно давления равного абсолютному нулю. Другими словами, давление относительно абсолютного вакуума. Если вам нужен прибор этого типа или просто интересно как он выглядит, то тут можно посмотреть датчик этого типа.

• Барометрическое давление (ДБ) 

Барометрическое давление — это абсолютное давление земной атмосферы. Свое название этот тип давления получил от измерительного прибора барометра, который как известно определяет атмосферное давление в определенный момент времени при определенно температуре и на определенной высоте над уровнем моря. Относительно этого давления определяются избыточное давление и вакуум.

• Давление избыточное (ДИ) 

Избыточное давление имеет место в том случае если имеется положительная разность между измеряемым давлением и барометрическим. То есть избыточное давление — это величина на которую измеряемое давлением больше барометрического. Для измерения этого вида давления используют манометр. В качестве примера датчика этого типа можете посмотреть прибор Агат-100М-ДИ.

• Вакуум (разряжение) в топке котла, печи и т. д. (ДВ) 

Вакуум или по-другому вакуумметрическое давление — это величина на которую измеряемое давление меньше барометрического. Если избыточное давление обозначается в положительных единицах, то вакуум в отрицательных. Например, датчик Агат-100М-ДВ, способный измерять вакуум. Приборы способные измерять этот тип давления называют вакуумметрами.

• Дифференциальное давление (ДД) 

Дифференциальное давление имеет место если сравнивается одно давление относительно другого, причем ни одно из них не равно барометрическому. Избыточное давление и вакуум меряется относительно барометрического давления. Если же измерить эти величины относительно любой другой величины, то мы получим уже дифференциальное. Мы могли бы привести пример и датчика дифференциального давления, но лучше дадим вам ссылку на поиск с помощью которого можно найти датчик любого типа из описанных в этой статье типа.

• Гидростатическое давление (ДГ) 

Гидростатическое давление —  давление столба воды над условным уровнем. Измеряется высотой столба воды в единицах длины или в атмосферах. Благодаря полной удобоподвижности своих частиц капельные и газообразные жидкости, находясь в покое, передают давление одинаково во все стороны; давление это действует на всякую часть плоскости, ограничивающей жидкость, с силой Р, пропорциональной величине этой поверхности, и направленной по нормали к ней. Отношение Pw, т. е. давление р на поверхность равную единице, называется гидростатическим давлением.

Виды давления — КИП-Е (Екатеринбург)

Давление — физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил, с которыми одно тело действует на поверхность другого (например, фундамент здания на грунт, жидкость на стенки сосуда, газ в цилиндре двигателя на поршень и т. п.). Если силы распределены вдоль поверхности равномерно, то Давление р на любую часть поверхности равно р = f/s, где S — площадь этой части, F — сумма приложенных перпендикулярно к ней сил. При неравномерном распределении сил это равенство определяет среднее давление на данную площадку, а в пределе, при стремлении величины S к нулю, — давление в данной точке. В случае равномерного распределения сил давление во всех точках поверхности одинаково, а в случае неравномерного — изменяется от точки к точке. 

Для непрерывной среды аналогично вводится понятие давление в каждой точке среды, играющее важную роль в механике жидкостей и газов. Давление в любой точке покоящейся жидкости по всем направлениям одинаково; это справедливо и для движущейся жидкости или газа, если их можно считать идеальными (лишёнными трения). В вязкой жидкости под давление в данной точке понимают среднее значение давление по трём взаимно перпендикулярным направлениям.

Давление играет важную роль в физических, химических, механических, биологических и др. явлениях.

Абсолютное давление

Абсолютное давление — величина измеренная относительно давления равного абсолютному нулю. Другими словами давление относительно абсолютного вакуума.

Барометрическое давление

Барометрическое давление — это абсолютное давление земной атмосферы. Свое название этот тип давления получил от измерительного прибора барометра, который как известно определяет атмосферное давление в определенный момент времени при определенно температуре и на определенной высоте над уровнем моря. Относительно этого давления определяются избыточное давление и вакуум.

Давление избыточное

Избыточное давление имеет место в том случае если имеется положительная разность между измеряемым давлением и барометрическим. То есть избыточное давление это величина на которую измеряемое давлением больше барометрического. Для измерения этого вида давления используют манометр.

Вакуум

Вакуум или по другому вакуумметрическое давление это величина на которую измеряемое давление меньше барометрического. Если избыточное давление обозначается в положительных единицах, то вакуум в отрицательных. Например, датчик 40PC015V1A, способный измерять вакуум, имеет диапазон измеряемого давления от -103 до 0 кПа. Приборы способные измерять этот тип давления называют вакуумметрами.

Дифференциальное давление

Дифференциальное давление имеет место если сравнивается одно давление относительно другого, причем ни одно из них не равно барометрическому. Избыточное давление и вакуум меряется относительно барометрического давления. Если же измерить эти величины относительно любой другой величины, то мы получим уже дифференциальное.

Источник ↑

Потеря давления

Потеря давления — снижение давления между входом и выходом элемента конструкции. К подобным элементам относятся трубопроводы и арматура. Потери возникают по причине завихрений и трения. Каждый трубопровод и арматура в зависимости от материала и степени шероховатости поверхности характеризуется собственным коэффициентом потерь. За соответствующей информацией следует обратиться к их изготовителям.

Единицы измерения давления

Давление является интенсивной физической величиной. Давление в системе СИ измеряется в паскалях; применяются также следующие единицы:

Калькулятор единиц измерения давления:

База знаний Testo | Давление | Физические принципы

Что означает давление в физическом смысле?

Давление (p) – физическая величина, которая определяется как сила (Fn), действующая на определенную поверхность (A). Эта сила может быть приложена жидкостью, газами или твердыми телами.

Типовой компенсатор давления

Давление согласуется с массой образцовых гирь согласно следующей формуле. p(e) = положительное давление, m = масса гирь, g = ускорение силы тяжести и A(0) = (эффективное) поперечное сечение.

Единицы измерения давления

Единица измерения давления Паскаль (Pa) выводится из единицы силы (веса) Ньютон (N) и единицы площади м². Один Паскаль (Pa) соответствует давлению силой в 1 N, которое перпендикулярно действует на поверхность площадью в 1 м².

Паскаль (Па)

Измерения в чистых помещениях или замеры скорости потока с помощью трубки Пито.

гПа (= мбар)

Давление потока газа, статические давление газа.

бар, КПа, МПа

Стандартные единицы промышленного измерения давления.

мм рт. ст.

(= миллиметры ртутного столба) Стандарт для медицинской технологии (измерение кровяного давления) вместо прежних миллиметров водного столба.

микрон

Самая маленькая единица давления (750 микрон = 1гПа), которая используется, например, при вакуумировании холодильных систем.

Типы давления
h4>

При измерении давления фактическое давление сравнивается с эталонным давлением. В измерительных технологиях различаются следующие типы давления, которые позволяют сделать вывод о соотношении измеряемого и эталонного давления. Абсолютное давление отсчитывается от абсолютного вакуума (абсолютного нуля давления).

Абсолютное давление

• Измеряемое давление выше абсолютного нуля
• Эталон – абсолютный вакуум
• Измеряемое давление всегда выше эталонного давления

Дифференциальное давление

• Измеряемое давление может быть выше или ниже любого произвольно выбранного эталонного давления
• Измеряемое давление может быть выше или ниже эталонного давления

Положительное давление

• Измеряемое давление выше барометрического атмосферного давления
• Эталон – атмосферное давление
• Измеряемое давление всегда выше эталонного давления

Отрицательное давление

• Измеряемое давление ниже барометрического атмосферного давления
• Эталон – атмосферное давление
• Измеряемое давление всегда ниже эталонного давления

Атмосферное давление: важнейший параметр для жизни

• Атмосферное давление вызвано массой атмосферы, окружающей Землю

Соотношение единиц измерения давления

Главная » Соотношение единиц измерения давления

ПакПаМПакгс/см²барфиз. атммм.вод.ст.мм.рт.стpsi= ПакПаМПакгс/см²барфиз. атммм.вод.ст.мм.рт.стpsi

Единицы	МПа	бар	мбар	кПа	psi	мм вод.ст.	мм рт.ст.	кгс/см2	атм
1 Мпа	—	10	10000	1000	145,037	101971	7500,62	10,1971	9,86923
1 бар	0,1	—	1000	100	14,5038	10197,1	750,064	1,01972	0,98692
1 мбар	0,0001	0,001	—	0,1	0,0145	10,1971	0,75006	0,00102	0,00099
1 кПа	0,001	0,01	10	—	0,14504	101,971	7,50064	0,0102	0,00987
1 psi	0,00689	0,06895	68,9476	6,89476	—	703,07	51,7151	0,07031	0,06805
1 мм вод. ст.	0,000009807	0,000098067	0,09806	0,0098	0,00142	—	0,07355	0,000001	0,0000967
1 мм рт.ст.	0,00013	0,00133	1,33322	0,13332	0,01934	13,60	—	0,00136	0,00132
1 кгс/см2	0,09806	0,98067	980,665	98,0665	14,2233	100000	735,561	—	0,96784
атм	0,10132	1,01325	1013,25	101,325	14,696	10332,2	760	1,03323	—

Единицы измерения давления и разряжения.

Приборы для измерения давления.

Абсолютное, избыточное и дифференциальное давление – нулевая отметка

Повседневные измерения давления, например, что касается давления воздуха в шине, обычно делаются относительно давления атмосферного воздуха. В других случаях измерения сделаны относительно вакуума или к некоторой другой специальной отметке. Различая эти нулевые отметки, можно использовать следующие термины:

Для абсолютного давления нолем является отметка при переходе вакуума в давление, таким образом, его значение можно получить – измерив, давление плюс атмосферное давление. Для избыточного давления нолем является давление атмосферного воздуха, таким образом, его значение равно абсолютному давлению минус атмосферное давление. Отрицательные знаки обычно опускаются. Дифференциальное давление – различие в давлении между двумя пунктами.

Нулевая отметка в использовании обычно подразумевается контекстом, и эти слова добавляются только тогда, когда разъяснение необходимо. Давление воздуха в шине и кровяное давление – давления значения в соответствии с соглашением, в то время как атмосферные давления и давление высотомера должны быть абсолютными. Дифференциальное давление обычно используется в системах производственного процесса.

У значений дифференциального давления есть два входных порта, каждый связанный с одним из объемов, давление которых должно быть проверено. В действительности такое значение выполняет математическую операцию вычитания через механические средства, устраняя потребность в операторе или системе управления, чтобы наблюдать два отдельных значения и определить различие в их работе.

Умеренные вакуумные давления часто неоднозначны, поскольку они могут представлять абсолютное давление или давление без отрицательного знака. Таким образом, значение вакуума на 26 дюймов рт. ст. эквивалентное абсолютному давлению 30 дюймов рт. ст.

Атмосферное давление, как правило, приблизительно 100 кПа на уровне моря, но переменное с высотой и погодой. Если абсолютное давление жидкости останется постоянным, то значение давления той же самой жидкости изменится, так как атмосферное давление изменяется. Например, когда автомобиль заезжает на гору (атмосферное давление воздуха уменьшается), давление воздуха в шине повышается.

Были определены некоторые стандартные значения атмосферного давления, такие как 101,325 кПа или 100 кПа, и некоторые инструменты используют одну из этих стандартных значений как постоянную нулевую отметку вместо фактического переменного давления атмосферного воздуха. Это ослабляет точность этих инструментов, особенно когда используется на больших высотах. Использование атмосферной отметки обычно показывается после единицы давления, например, 30 фунтов на квадратный дюйм, что означает, что измеренное давление является полным давлением минус атмосферное давление.

Есть два типа справочных значений давления: выраженные значения и запечатанные значения. Датчик выраженных значений давления, например, позволяет внешнему давлению воздуха быть выставленным на отрицательной стороне диафрагмы ощущения давления, через выраженный кабель или отверстие на стороне устройства, так, чтобы это всегда измеряло атмосферное давление окружающей среды. Таким образом, датчик выраженных значений давления должен всегда учитывать нулевое давление, когда связь процесса давления считается открытой для воздуха.

Запечатанная отметка значений подобна за исключением того, что атмосферное давление запечатано на отрицательной стороне диафрагмы. Это обычно принимается в диапазонах высокого давления, таких как гидравлика, где атмосферные изменения давления будут иметь незначительный эффект на точность. Это также позволяет некоторым изготовителям обеспечивать вторичное сдерживание давления как дополнительную предосторожность для безопасности оборудования давления, если давление разрыва основной диафрагмы ощущения давления превышено.

Есть другой способ создать запечатанную отметку значений, и это должно запечатать высокий вакуум на обратной стороне диафрагмы ощущения. Тогда выходной сигнал возмещен так, что датчик давления учитывает близко к нолю, измеряя атмосферное давление. Запечатанный справочный преобразователь давления значений никогда не будет считаться точно нулевым, потому что атмосферное давление всегда изменяется и отметка в этом случае установлена на 1 баре.

Классификация приборов для измерения давления

Классификация приборов для измерения давления

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы: 

Манометры – для измерения избыточного давления. 

Вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума). 

Мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений. 

Барометры – для измерения атмосферного давления. 

Баровакуумметры – для измерения абсолютного давления. 

Дифференциальные манометры – для измерения разности давлений. 

По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на: 

Жидкостные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, дифманометры и др. 

Грузопоршневые — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень.  

Приборы с дистанционной передачей показаний — приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др. 

Пружинные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике. К этой группе относятся разнообразные приборы, отличающиеся по виду пружин: манометры с трубчатой пружиной, манометры с пластинчатой пружиной, манометры с коробчатой пружиной, манометры абсолютного давления (баровакуумметры), дифференциальные манометры.  

По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие. 

Образцовыми измерительными приборами называются приборы, предназначенные для поверки других измерительных приборов. Образцовые манометры имеют следующие классы точности: 

0,05; 0,2 — грузопоршневые манометры; 

0,16; 0,25; 0,4 — пружинные манометры.

Рабочими измерительными приборами называются все измерительные приборы, служащие для непосредственных измерений. Рабочие манометры имеют классы точности 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. 

Измерение давления — презентация онлайн

ИЗМЕРЕНИЕ
ДАВЛЕНИЯ
Цель:
• Узнать что такое давление и в чем оно измеряется.
Задачи:
• Узнать что такое давление.
• Узнать в чём измеряется давление.
• Узнать какие есть виды давления.
• Узнать какие есть приборы измерения давления.
Общие сведения об измерении давления:
• Давлением называется отношение силы, действующей
перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.
Давление — одна из основных величин, определяющих
термодинамическое состояние веществ и ход
технологических процессов.
Различают следующие виды давления:
• Атмосферное
• Абсолютное
• Избыточное
• Вакуум (разрежение).
Атмосферное (барометрическое) давление:
• Атмосферное давление — это сила, с которой давит на единицу земной
поверхности столб воздуха, простирающийся от поверхности земли до
верхней границы атмосферы.
Абсолютное давление:
• Абсолютное давление ─ это истинное давление сплошных масс
(жидкостей, паров и газов), отсчитываемое
от абсолютного нуля давления ─ абсолютного вакуума.
Избыточное давление:
• Избыточное давление — это разница между абсолютным и
атмосферным (барометрическим) давлением
Вакуум (разрежение):
• Вакуум (разрежение) — это разность между барометрическим и
абсолютным давлением.
В Международной системе единиц (SI) за
единицу давления принят паскаль (Па) —
давление, создаваемое силой в 1 ньютон (Н),
равномерно распределенной по поверхности
площадью 1 м2 и направленной нормально к ней.
Существуют также такие внесистемные
единицы измерения давления, такие как:
• Бар
• Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.)
• Миллиметр водного столба (мм вод. ст.)
• Атмосфера (атм)
Приборы в зависимости от измеряемого
давления делятся на:
Манометры (для измерения избыточного давления)
Барометры (для измерения атмосферного давления)
Вакуумметры (для измерения разрежения)
Мановакуумметры (для измерения избыточного давления и разрежения)
Напоромеры и Тягомеры (для измерения малых давлений)
Дифференциальные манометры, или Дифманометры (для измерения
разности давлений)
По принципу действия приборы для
измерения давления подразделяются на:
Жидкостные — (в которых измеряемое давление уравновешивается
давлением столба жидкости соответствующей высоты)
Деформационные — (в которых измеряемое давление определяется по
величине деформации различных упругих чувствительных элементов или по
развиваемой ими силе)
Электрические — (действие которых основано на зависимости электрических
параметров манометрического преобразователя от измеряемого давления)
Грузопоршневые — (в которых измеряемое или воспроизводимое давление
уравновешивается давлением, создаваемым массой поршня и грузов)
Формула давления столба жидкости
(гидростатическое давление):
Примеры решения задач по теме
«Давление»
Задачи по теме «Давление»
3
3
29400 Паскаль.
29400 (Па)
Домашнее задание:
• Как изменяется атмосферное давление в течении дня?

3 вида давления и единицы измерения со всего мира

Несколько легко запоминающихся формул давления

 Последнее обновление: 22 февраля 2020 г.

Что такое давление?

По определению, давление описывается как количество силы, приложенной перпендикулярно поверхности на единицу площади.

Рассчитывается по следующей формуле:

Р =

Ф
А

Атмосферное давление на поверхности жидкости

Как физически создается давление?

Один из способов взглянуть на давление — рассматривать его как результат веса всех молекул, сложенных друг на друга на поверхности.Этот подход лучше всего подходит для твердых и жидких тел.

Сплошной блок создает давление на поверхность за счет своего веса

. На рисунке выше показана поверхность с твердым блоком наверху.

Каждая молекула этого блока имеет вес, потому что на нее действует гравитация. Поскольку вес является направленной вниз силой, каждая молекула будет оказывать небольшое усилие на поверхность.

Суммарная сила всех этих малых сил создает давление.

При использовании этого подхода для газов можно утверждать, что молекулы газа не сложены друг в друга, поскольку они свободно плавают вокруг.Итак, как они могут воздействовать на эту поверхность?

Чтобы разобраться с этим аргументом, мы должны взглянуть на давление с другой точки зрения.

Молекулы создают давление на поверхность при каждом ударе

Молекулы газа находятся в постоянном движении. При движении они обладают импульсом и кинетической энергией. Часто они будут сталкиваться друг с другом и с поверхностью объекта.

При каждом столкновении с поверхностью молекулы передают импульс этой поверхности. Это создает силу, перпендикулярную этой поверхности.

Сумма сил всех этих сталкивающихся молекул создает давление.

Какие бывают виды давления?

Существует три различных типа давления:

• абсолютное давление
• избыточное давление
• дифференциальное давление

Разница между этими тремя параметрами заключается в том, что точка отсчета выбрана в качестве нулевой точки на шкале.Для абсолютного давления идеальный вакуум был
выбрана в качестве точки отсчета, а для манометрического давления точкой отсчета является атмосферное давление. Для дифференциального давления существует
не является фиксированной точкой отсчета, поскольку сравниваются два разных давления.

На следующем рисунке показаны различные типы давления. Начальная точка каждой стрелки совпадает с
выбранный ориентир. Обратите внимание, что абсолютное давление и дифференциальное давление всегда положительны, в то время как относительное (манометрическое) давление также может быть немного
отрицательный. В последнем случае мы также называем его частичным вакуумом. Теоретически максимальный частичный вакуум составляет -1013 бар, что соответствует идеальному вакууму.

Измерение давления, в принципе, всегда сравнивает давление между двумя различными
места.

Для абсолютного давления сравнивается местонахождение при определенном давлении
и другое место в абсолютном вакууме.

То же самое для относительного (манометрического) давления, где сравнение будет выполняться с местоположением при нормальном
атмосферное давление (1013 мбар на уровне моря).

Измерение перепада давления сравнивает давление между двумя случайными точками.

Приборы для измерения давления специально разработаны для измерения этих трех различных типов
давления и, следовательно, могут быть классифицированы соответствующим образом.

Абсолютное давление

Измерение чего-либо осуществляется путем сравнения его с известной точкой отсчета. Для абсолютного давления
точка отсчета — идеальный вакуум. Эта точка выбрана потому, что она является самой низкой из возможных.
давление.В частности, нет никакого давления вообще.

Идеальный вакуум означает, что все частицы удалены из замкнутого объема. В этом томе
который тогда полностью пуст, давление не может присутствовать.

Как уже было сказано, абсолютное давление всегда положительное число. Отрицательные числа невозможны, потому что
нет давления ниже идеального вакуума.

Манометрическое давление (относительное давление)

Вместо того, чтобы сравнивать измеренное давление с идеальным вакуумом, мы теперь сравним его с
стандартное атмосферное давление на уровне моря.Последний
составляет 1013,25 мбар (14,696 фунтов на кв. дюйм).

Разность между абсолютным и манометрическим давлением, измеренными одновременно в одном и том же месте,
всегда составляет около 1 бар (14,50 фунтов на кв. дюйм).

Манометрическое давление, иногда также называемое относительным давлением , может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Для положительных значений это
называется избыточное давление . В этом случае измеренное давление выше, чем стандартное атмосферное давление.
давление и равно абсолютному давлению минус атмосферное давление.

P _или = P _абс — P _атм

Если измеренное манометрическое давление отрицательное, это называется пониженным давлением или частичным
вакуум . В этом случае измеренное давление ниже стандартного атмосферного давления и равно
находится путем вычитания абсолютного давления из атмосферного давления.

P _u = P _атм — P _абс

Упомянув, что это частичный вакуум, нам не нужно использовать знак минус.Если пылесос
работает при абсолютном давлении 0,8 бар, можно также сказать, что он работает при пониженном давлении 0,2 бар.

Перепад давления

Иногда необходимо измерить разницу давлений между двумя разными точками.
Когда ни одна, ни другая точка не является точкой отсчета, т.е. идеальный вакуум или стандарт
атмосферное давление, его называют перепадом давления.

Теоретически можно утверждать, что абсолютное и избыточное давление также являются дифференциальным давлением.
так как мы также измеряем разницу давлений между двумя точками.Однако дифференциальное давление
говоря что-то о разнице в давлении между двумя точками. Не дает никакой информации о
уровень давления в каждой из этих двух точек.

Например, перепад давления в 3 бара между точками A и B ничего не говорит о величине
давления в точках А и В и ничего не говорит о том, в какой точке находится самое высокое давление.

Существуют ли другие виды давления?

Все типы давления, которые мы обсуждали до сих пор, основаны на выборе между двумя обычными
контрольные точки или сравнение двух давлений.

Тем не менее, существуют определенные виды давления, которым дается конкретное название, чтобы указать значение
давления. Некоторые примеры распространенных давлений:

• Вакуумное давление
• Атмосферное давление
• Гидростатическое давление
• Динамическое давление

Это не имеет ничего общего с их отношением к определенному типу давления, поскольку все они могут быть
выражается как один из трех типов давления.

Итак, других типов нет.Есть только другие давления с конкретным названием.

Ниже приводится описание этих общих удельных давлений.

Вакуумное давление

Строго говоря, вакуум — это пространство, где абсолютное давление равно нулю. Этого можно добиться только
если все частицы удалены из этого пространства. Другими словами, пространство действительно пустое. Идеальный вакуум
возможно только теоретически. Никогда технически невозможно удалить все частицы в замкнутом объеме.

Вакуум не обязательно должен быть идеальным, чтобы называться вакуумом. На практике вакуум будет только частично
достигнуто. Поэтому его также называют частичным вакуумом. В общем случае мы говорим о вакууме, когда
давление ниже атмосферного.

Высокий вакуум означает, что абсолютное давление очень низкое.

Для создания вакуума используется вакуумный насос. С помощью этого насоса частицы, находящиеся внутри
закрытый объем будет максимально высосан.Производительность вакуумного насоса определяет уровень
вакуума.

Примером вакуумного насоса, который довольно часто используется в промышленности, является жидкостно-кольцевой вакуумный насос.
Эксцентрик вращается в корпусе насоса, не
контакта с этим кожухом. Вода впрыскивается в корпус насоса, но ее недостаточно для полного заполнения
насос. Под действием центробежного ускорения вода образует жидкостное кольцо у внутренней стенки насоса.
кожух. Если впрыскивается достаточное количество воды, жидкостное кольцо обеспечит хорошее уплотнение между рабочим колесом
и корпус помпы.Так как рабочее колесо расположено эксцентрично, ячейки разного размера
происходят между лопастями. Эти клетки образуют камеры сжатия. Где клетки самые большие,
частицы газа всасываются, а там, где клетки самые маленькие, они вынуждены
за пределами. С этим типом насоса можно достичь максимального абсолютного давления 33 мбар (0,4786 фунтов на кв. дюйм).

Вакуумный насос

Атмосферное давление

Атмосферное давление, иногда называемое барометрическим давлением, обусловлено
массы всех молекул атмосферы.Накопление молекул в воздухе обеспечивает
самое высокое давление возникает в нижней части атмосферы.

Атмосферное давление, однако, является не постоянной, а переменной величиной. Условия в
атмосфера нашей Земли постоянно меняется. Под влиянием солнца воздух нагревается,
ночью снова остывает. Влажность меняется в зависимости от погоды. Плотность воздуха
меняется в зависимости от областей высокого или низкого давления. Все эти влияющие факторы обеспечивают
Атмосферное давление никогда не остается неизменным в одном месте.

При измерении манометрического давления возникает проблема, поскольку давление,
измеряемое сравнивается с атмосферным давлением.

Чтобы получить однозначное измерение манометрического давления, стандартное атмосферное давление
был введен. В качестве эталона выбрано среднее атмосферное давление на уровне моря,
который удовлетворяет следующим условиям:

Гидростатическое давление

Термин гидростатическое давление в основном используется для жидкостей. Это давление при заданном
глубины в жидкости, вызванной весом столба жидкости над ним.

Гидростатическое давление будет зависеть от плотности жидкости, гравитационной постоянной и
высота столба жидкости.

Гидростатическое давление относится к типу манометрического давления и может быть рассчитано по следующей формуле:

P _гидро = ρgh

Если учесть еще и атмосферное давление над поверхностью жидкости, найдем
общее давление :

P _tot = P _атм + ρgh

Поскольку теперь в уравнении учитывается атмосферное давление, мы имеем в виду идеальный вакуум и
поэтому полное давление становится абсолютным давлением.

Динамическое давление

Динамическое давление является одним из членов уравнения Бернулли. Для несжимаемых жидкостей это уравнение говорит, что при устойчивом
течение вдоль линии тока сумма энергии давления, кинетической энергии и потенциальной энергии остается постоянной.

Динамическое давление — это та часть уравнения, которая представляет кинетическую энергию.

Это давление, создаваемое кинетической энергией молекул жидкости при течении, например, по трубе.

Динамическое давление можно выразить следующей формулой:

кв =

1
2
рв ²

Единицы давления на нескольких континентах

Во всем мире давление выражается в разных единицах.
В , мы
используют систему СИ в качестве юридического стандарта. Все физические количества продуктов должны быть в
соответствуют европейской директиве 80/181/EEC (метрическая директива ЕС) и выражены в соответствии с
эта система. Таким образом, давление выражается в Па (Паскалей) или бар , где
1 бар = 10 ⁵ Па. Старые единицы измерения, такие как мН ₂ O (метр водяного столба) или
mmHg (миллиметры ртутного столба) нельзя использовать в Европейском Союзе с 31 декабря 1977 года.

В Соединенном Королевстве до сих пор часто используется psi (фунтов на квадратный дюйм).
14,5 фунтов на квадратный дюйм ≈ 1 бар, но сейчас все больше и больше переключаются на бар
единица давления. До такой степени, что теперь он в основном заменяет фунт на квадратный дюйм в качестве основной единицы измерения давления.

В Соединенных Штатах psi по-прежнему является основной единицей измерения давления. Почти все
Манометры показывают давление в фунтах на квадратный дюйм.

В Азии, особенно единицы МПа (мегаПаскаль) и кг/см² (килограммы на квадратный сантиметр)
используются.

В таблице ниже вы найдете несколько других единиц измерения и их коэффициенты пересчета в кПа и
бар.

Единицы	кПа	бар
1 кПа	1	0,01
1 МПа	1000	10
1 бар	100	1
1 мбар	0,1	0,001
1 атм	101,32500	1,01325
1 мГн 2 О	9,80665	0,0980665
1 мм рт. ст.	0,133322368	0,00133322368
1 фунт на кв. дюйм	6,89475729	0,0689475729
1 дюйм высотой 2 O	0,249082	0,00249082
1 кг/см²	98,0665	0,980665

Отношение единицы давления к типу давления

Выражение давления в единицах измерения, таких как Па, бар или фунт/кв. дюйм, не имеет особого смысла, если вы не
знать, о каком типе давления идет речь.

Иногда можно догадаться о типе давления по контексту, но обычно сомнения остаются. Если вы догадались
неправильно, могут возникнуть серьезные ошибки.

Поэтому рекомендуется всегда указывать тип давления после единицы измерения, что означает, что слова «абсолютное»,
«манометрическое» или «дифференциальное» следует писать после единицы давления. Затем давление может быть выражено, например, как
барный манометр или psi абсолютный .

Часто за единицей давления следует суффикс, такой как «g», «a» или «d» (или написанный заглавными буквами), как в
бар изб. , фунт/кв.
для дифференциала.Суффикс также иногда указывается в скобках, например. бар(изб.) .

Хотя эти суффиксы по-прежнему широко используются, они устарели и больше не поддерживаются международными стандартами.

Похожие темы

Типы давления: абсолютное, манометрическое, дифференциальное — WIKA Россия

Наряду с температурой давление является одной из наиболее важных переменных физического состояния. Давление определяется как сила (F _N ), которая действует равномерно на определенной площади (A).Различные типы давления различаются только эталонным давлением.

Абсолютное давление

Самым четким эталонным давлением является нулевое давление, существующее в безвоздушном пространстве Вселенной. Давление, связанное с этим эталонным давлением, называется абсолютным давлением. Для необходимой дифференциации от других видов давления его обозначают индексом «abs», происходящим от латинского «absolutus», что означает обособленный, независимый.

Атмосферное давление

Вероятно, самым важным давлением для жизни на Земле является атмосферное давление, p _амб (амб = окружающее = окружающее).Он создается весом атмосферы, которая окружает землю на высоте ок. 500 км. До этой высоты, на которой абсолютное давление р _абс = нулю, его величина непрерывно уменьшается. Кроме того, атмосферное давление подвержено колебаниям в зависимости от погоды, о чем слишком хорошо известно из ежедневных сводок погоды. На уровне моря pamb составляет в среднем 1013,25 гектопаскаля (гПа), что соответствует 1013,25 миллибара (мбар). У «циклонов» и «антициклонов» это давление различается примерно на 5 %.

Перепад давления

Разница между двумя давлениями, p ₁ и p ₂ , известна как перепад давления, Δp = p ₁ — p ₂ . В тех случаях, когда разница между двумя давлениями сама представляет собой измеряемую переменную, один относится к перепаду давления, p _1,2 .

Избыточное давление (избыточное давление)

Наиболее часто измеряемым давлением в технологической сфере является перепад атмосферного давления, P _e (e = excedens = превышение).Это разница между абсолютным давлением, pabs, и соответствующим (абсолютным) атмосферным давлением (p _e = p _абс — p _амб ) и известна, короче говоря, как избыточное давление или манометрическое давление.

О положительном избыточном давлении говорят, когда абсолютное давление превышает атмосферное давление. В противном случае говорят об отрицательном избыточном давлении.

Индексы символов формулы «abs», «amb» и «e» четко определяют точку отсчета соответствующего давления.Они присоединяются только к букве p формулы, а не к символам единиц.

Будь то абсолютное давление, манометрическое давление или дифференциальное давление. У WIKA вы найдете подходящий измерительный прибор для каждого типа давления:

Свяжитесь с нами

Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:

Единицы давления и преобразование единиц давления

Это джунгли!

В мире используется множество различных единиц измерения давления, и иногда это может привести к путанице и опасным недоразумениям.

В этом сообщении блога я расскажу об основах различных единиц измерения давления и различных семейств единиц измерения давления.

Если вы просто хотите преобразовать различные единицы измерения давления, воспользуйтесь нашим удобным бесплатным конвертером единиц измерения давления.

Содержание

Теперь, когда мы говорим о давлении, давайте начнем с видео о том, как калибровать преобразователь давления:

90 90 Что такое давление?

Когда я говорю о давлении в этом посте, я имею в виду не стресс, который вы можете испытывать на работе, а физическую величину.Хорошо бы сначала бегло взглянуть на определение давления, это также поможет лучше понять некоторые единицы измерения давления.

Если вы помните уроки физики в школе… чего большинство из нас не помнит… короткое напоминание: давление определяется как сила, приходящаяся на площадь, перпендикулярную поверхности. Это часто представляется как формула p = F/A. Давление обозначается буквой «p», хотя в некоторых случаях также можно увидеть заглавную букву «P».

Так что же означает эта сила на единицу площади на практике? Это означает, что существует определенная сила, воздействующая на указанную область.Когда мы смотрим на силу, она определяется как Масса x Гравитация. Поскольку существует так много различных инженерных единиц, используемых как для массы, так и для площади, количество их комбинаций огромно. Плюс еще очень много единиц давления, у которых масса и площадь напрямую не указаны в названии, хотя часто они есть в их определении.

Следует отметить, что на практике «сила» не всегда включается в названия единиц измерения давления. Например, единица давления килограмм-сила на квадратный сантиметр должна быть указана как кгс/см², но часто указывается просто как кг/см² без «f».Точно так же фунт-сила на квадратный дюйм (pfsi) обычно указывается как фунт на квадратный дюйм (psi).

Загрузите эту статью в формате PDF, нажав на картинку ниже система СИ, которая является Международной системой единиц, производной от метрической системы. Теперь, когда я упомянул метрическую систему, я уже вижу, что некоторые из вас делают шаг назад… но, пожалуйста, оставайтесь со мной!

Система СИ является наиболее широко используемой системой измерения в мире.Он был опубликован в 1960 году, но и до этого имеет очень долгую историю.

Паскаль, единица измерения давления в системе СИ

Паскаль назван в честь французского физика Блеза Паскаля.

Паскаль (Па) единица давления является основной единицей давления в системе СИ (Международная система единиц).

Паскаль не является той старой базовой единицей системы СИ, которая была принята в 1971 году. система.

Один Паскаль – это давление в один ньютон на квадратный метр.
Ньютон — это сила, необходимая для ускорения одного килограмма массы со скоростью один метр в секунду.

Итак, мы можем сказать, что один Ньютон равен одному кгм/с².

Чтобы сказать Паскаль (Па) в формуле:

Паскаль — это очень маленькая единица измерения давления, которая часто используется с разными префиксами. Общие кратные включают гектопаскаль (1 гПа = 100 Па), килопаскаль (1 кПа = 1 000 Па) и мегапаскаль (1 МПа = 1 000 000 Па).

Стандартное атмосферное давление составляет более ста тысяч паскалей, а точнее 101 325 Па, или 101,325 кПа.

В нашей аккредитованной (Beamex) калибровочной лаборатории мы документируем все калибровки давления в Паскалях в сертификатах калибровки (с подходящими кратными значениями).

Мы часто видим, что единица давления Паскаль используется в преобразователях или манометрах для измерения перепада давления в чистых помещениях, поскольку разница между различными помещениями / зонами обычно составляет всего несколько десятков паскалей.
Калибровка этих инструментов очень низкого давления сама по себе является сложной задачей.

Вне определения Паскаля сила в кг может быть заменена другими единицами, такими как сила g (грамм), а метр может быть заменен сантиметрами или миллиметрами. При этом мы получаем множество других комбинаций или единиц измерения давления, таких как кгс/м², гс/м², кгс/см², гс/см², кгс/мм², гс/мм², и это лишь некоторые из них.

Единица измерения «бар» до сих пор часто используется в некоторых областях. Он основан на метрической системе, но не является частью системы СИ.Бар в 100 000 раз Паскаль (100 раз кПа) в любом случае легко преобразовать. В некоторых областях (например, NIST в США) полосу не рекомендуется использовать широко.

И, как и для всех единиц давления, СИ или не СИ, мы можем использовать общие префиксы/коэффициенты перед ними, наиболее часто используемые: милли (1/100), санти (1/10), гекто (100), кило (1000) и мега (1000000). Чтобы перечислить несколько примеров, которые уже дают нам различные версии Па, все они обычно используются: Па, кПа, гПа, МПа. Единица бар чаще всего используется без префикса или с префиксом милли: бар, мбар.

Но, взяв все единицы массы и объединив их со всеми единицами площади из системы СИ, мы получим множество комбинаций.

Хотя в большинстве стран используется система СИ, все еще используется множество других единиц измерения давления. Итак, давайте посмотрим на следующие.

Имперские единицы

В странах, использующих имперскую систему (например, в США и Великобритании), инженерные единицы, используемые как для массы, так и для площади, отличаются от тех, что используются в системе СИ.Следовательно, это также создает совершенно новый набор единиц измерения давления. Масса обычно измеряется в фунтах или унциях, а площадь и расстояние — в дюймах или футах.
Таким образом, некоторые единицы давления, производные от них, это фунт-сила/фут², фунт на квадратный дюйм, унция-сила/дюйм², дюйм вод.

В Соединенных Штатах наиболее распространенной единицей давления является фунт на квадратный дюйм (psi). Для обрабатывающей промышленности общепринятой единицей измерения также являются дюймы водяного столба (inh3O), которые получены на основе измерения уровня и исторических измерений перепадов давления с водой в столбе.

Жидкостные колонки

В старых устройствах измерения давления часто использовалась жидкость в прозрачной U-образной трубке. Если давление в обоих концах трубки одинаково, то уровень жидкости с обеих сторон находится на одном уровне. Но если есть разница в давлениях, то есть разница и в уровнях жидкости. Разница уровней линейно пропорциональна разнице давлений. На практике вы можете оставить одну сторону трубки открытой для атмосферного давления в помещении и подключить измеряемое давление к другой стороне.Что касается текущего атмосферного давления, то это тип измеряемого манометрического давления.

Шкала давления отмечена на трубке, поэтому давление определяется по разнице уровней жидкости. При приложении давления уровень жидкости изменится, и мы сможем прочитать значение. Звучит очень просто, никакой электроники и быстроизнашивающихся деталей, так что что может пойти не так… что ж, давайте посмотрим на это.

Очевидно, что наиболее часто используемой жидкостью в колонке была вода.Но чтобы иметь возможность измерять более высокое давление с помощью U-образной трубки меньшего размера, требовались более тяжелые жидкости. Одной из таких жидкостей является ртуть (Hg), так как она намного тяжелее воды (в 13,6 раза тяжелее). Когда вы используете более тяжелую жидкость, вам не нужна такая длинная колонка для измерения более высокого давления, поэтому вы можете сделать колонку меньшего размера и более удобного размера. Например, артериальное давление раньше (иногда измеряют) измеряли ртутным столбиком. Ртуть используется в основном потому, что водяной столб при том же диапазоне давлений был бы настолько длинным, что было бы нецелесообразно использовать его в обычной комнате, так как водяной столб составляет около 13.в 6 раз длиннее ртутного столба. В результате этого даже сегодня единицей измерения артериального давления обычно является миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.).

Обычное промышленное применение единиц измерения давления столба жидкости – измерение уровня жидкости в баке. Например, если у вас есть резервуар для воды высотой 20 футов (или 6 метров) и вы хотите измерить уровень воды в этом резервуаре, вполне логично будет установить индикатор давления со шкалой от 0 до 20 футов воды. так как это прямо сказало бы, каков уровень воды (13 футов на картинке в качестве примера).

Вернемся к водяному столбу: ясно, что когда указание длины было сделано для U-образного столбца, использовалось множество различных единиц длины, как метрических, так и неметрических. Это породило множество различных единиц давления.

Хотя столбец жидкости звучит очень просто, важно помнить, что вес жидкости зависит от местной гравитации, поэтому, если вы откалибруете столбец в одном месте и перенесете его в другое (отдаленное, с другой высотой) место, может уже не правильно измерять.Таким образом, гравитационная коррекция необходима для точности.

Кроме того, температура жидкости влияет на плотность жидкости, что также немного влияет на показания U-образной трубки. Доступны различные единицы давления на основе столба жидкости, температура жидкости которых указана в единице давления, наиболее часто используемые температуры составляют 0 ° C, 4 ° C, 60 ° F, 68 ° F. Но есть и единицы водяного столба, в которых нет индикации температуры воды. Они основаны на теоретической плотности воды, равной 1 кг/1 литр (ISO31-3, BS350).На практике вода никогда не имеет такой высокой плотности. Самая высокая плотность воды достигается при +4 ° C (39,2 ° F), где она составляет примерно 0,999972 кг / литр. Плотность воды уменьшается, если температура выше или ниже +4 °C. Температура может иметь довольно сильное влияние на плотность, например, переход от +4 °C до +30 °C изменяет плотность воды примерно на 0,4 %.

Наконец, удобочитаемость механического столба жидкости обычно довольно ограничена, поэтому вы не можете получить очень точные измерения.А из-за механических ограничений вы не можете использовать U-образную трубку для высокого давления. Все эти вышеупомянутые проблемы делают столб жидкости с U-образной трубкой не очень практичным в использовании. Также современные цифровые приборы для измерения давления заменили жидкостные колонки. Но многие единицы измерения давления, созданные в эпоху столбов жидкости, остались и используются до сих пор. Кратко подытожим единицы давления на основе столба жидкости:

• Для длины у нас есть много единиц; мм, см, м, дюйм и футы.
• Затем у нас есть столбцы для различных жидкостей, таких как вода (h3O) и ртуть (Hg).
• У нас есть единицы водяного столба для различной плотности при таких температурах, как 0 °C, 4 °C, 60 °F и 68 °F, а также для теоретической плотности.

Объединив все эти единицы, мы получим длинный список единиц измерения давления, упомянем лишь некоторые из них: мм вод. ст., см вод. ст., м час. @60°F, мм·ч3O@68°F, см·ч3O@4°C, см·ч3O@60°F, см·ч3O@68°F, дюйм·ч3O@60°F, дюйм·ч3O@68°F, дюйм·ч3O@4°C, фут3О@60 °F,fth3O@68°F, fth3O@4°C и так далее.

Атмосферные единицы

Для измерения абсолютного атмосферного давления были созданы специальные единицы измерения давления.Одной из таких является стандартная атмосфера (атм), которая определяется как 101325 Паскалей. Чтобы добавить путаницы, есть также техническая атмосфера (at), которая довольно близка, но не совсем такая же, как atm. Техническая атмосфера имеет силу в один килограмм на квадратный сантиметр. Таким образом, 1 at равен примерно 0,968 атм.

Другой единицей измерения абсолютного атмосферного давления является торр, равный 1/760 стандартной атмосферы. Таким образом, торр — это единица измерения абсолютного давления, хотя обычно это не упоминается, вам просто нужно это знать, что может вызвать путаницу.Первоначально предполагалось, что Торр будет таким же, как 1 миллиметр ртутного столба, хотя более поздние определения показывают очень небольшую разницу между ними. Торр не входит в систему СИ.

Аббревиатура «cgs»  происходит от слов « сантиметр-грамм-секунда ». Как намекают эти слова, система СГС является разновидностью метрической системы, но вместо метра в ней используется сантиметр в качестве единицы длины, а вместо килограмма используется грамм в качестве единицы массы.
Различные механические единицы cgs являются производными от использования этих базовых единиц cgs.

СГС — довольно старая система, которая была в основном заменена сначала системой МКС (метр-килограмм-секунда), которая затем была заменена системой СИ. Тем не менее, иногда вы все равно можете столкнуться с единицами давления cgs.

Единицей базового давления в сгс является барье  (Ба), что соответствует 1 дине на квадратный сантиметр.

Дина — это сила, необходимая для ускорения массы в один грамм до скорости один сантиметр в секунду в секунду.

При переводе единиц давления 1 барье (Ва) равен 0,1 Паскаль (Па).

И еще…

В дополнение ко всем вышеперечисленным единицам измерения давления существует еще множество
еще существующих… юнитов, плюс еще несколько нестандартных юнитов для любителей острых ощущений.

Стандарты преобразования единиц измерения давления

Если вы работаете с давлением, вы знаете, что очень часто давление указывается в определенной единице измерения давления, и вам необходимо преобразовать ее в другую единицу измерения давления.

Единицы давления основаны на стандартах, и преобразование между единицами измерения также должно основываться на стандартах. Наиболее распространенные стандарты для подразделений давления:

1

• Si System
• ISO31-3
• ISO31-3
• ISO 80067-4: 2006
• BS350
• PTB-MitteiLungen 100 3/90
• Руководство по инженерам химического инженера Перри, 6-й Эд, 1984

Инструмент для преобразования единиц давления

Я попытался составить таблицу преобразования между различными единицами давления, но эта таблица быстро превратилась в огромную матрицу, которую вам было бы совсем нелегко использовать.Поэтому вместо таблицы преобразования мы разработали онлайн-конвертер единиц давления для нашего веб-сайта. С помощью этого преобразователя вы можете легко преобразовать показания давления из одних единиц в другие единицы. Нажмите на ссылку, чтобы ознакомиться с преобразователем единиц измерения давления .

Ниже приведен пример снимка экрана конвертера единиц давления при преобразовании 1 МПа в другие единицы измерения:

Хотите напечатать этот текст или поделиться им с коллегами?

Загрузите эту полную статью в виде бесплатного информационного документа по ссылке на изображение ниже:

Инструменты калибровки давления Beamex

Нажмите на эту ссылку, чтобы узнать больше о Инструменты калибровки давления Beamex .

Ознакомьтесь с нашим новым электрическим нагнетательным насосом Beamex ePG:

Обзор измерения давления — NI

Различные условия измерения, диапазоны и материалы, используемые в конструкции датчика, приводят к разнообразию конструкций датчиков давления. Часто вы можете преобразовать давление в некоторую промежуточную форму, например, в рабочий объем, определяя степень отклонения диафрагмы, расположенной на одной линии с жидкостью. Затем датчик преобразует это смещение в электрический выходной сигнал, такой как напряжение или ток. Зная площадь диафрагмы, можно рассчитать давление. Датчики давления упакованы со шкалой, которая обеспечивает метод преобразования в инженерные единицы.

Тремя наиболее универсальными типами датчиков давления являются мостовые (на основе тензорезисторов), с переменной емкостью и пьезоэлектрические.

На базе моста

Из всех датчиков давления датчики с мостом Уитстона (на основе деформации) являются наиболее распространенными, поскольку они предлагают решения, которые соответствуют разным ограничениям по точности, размеру, прочности и стоимости.Мостовые датчики могут измерять абсолютное, избыточное или дифференциальное давление как при высоком, так и при низком давлении. Они используют тензодатчик для обнаружения деформации диафрагмы, подвергаемой приложенному давлению.

Рис. 2. Поперечное сечение типичного мостового датчика давления [1]

Когда изменение давления вызывает отклонение диафрагмы, соответствующее изменение сопротивления индуцируется на тензодатчике, которое можно измерить с помощью подготовленной системы сбора данных. Вы можете прикрепить фольговые тензодатчики непосредственно к диафрагме или к элементу, который механически соединен с диафрагмой. Иногда также используются кремниевые тензорезисторы. Для этого метода вы травите резисторы на подложке на основе кремния и используете трансмиссионную жидкость для передачи давления от диафрагмы к подложке.

Емкостные датчики давления

Датчик давления с переменной емкостью измеряет изменение емкости между металлической диафрагмой и неподвижной металлической пластиной.Емкость между двумя металлическими пластинами изменяется, если расстояние между этими двумя пластинами изменяется из-за приложенного давления.

Рис. 3. Емкостной преобразователь давления [2]

Пьезоэлектрические датчики давления

Пьезоэлектрические датчики основаны на электрических свойствах кристаллов кварца, а не на резистивном мостовом преобразователе. Эти кристаллы генерируют электрический заряд, когда они напряжены. Электроды передают заряд от кристаллов на встроенный в датчик усилитель. Эти датчики не требуют внешнего источника возбуждения, но чувствительны к ударам и вибрации.

Рис. 4. Пьезоэлектрический датчик давления[2]

Кондиционированные датчики давления

Датчики, включающие в себя интегральные схемы, такие как усилители, называются датчиками с усилителем.Эти типы датчиков могут быть сконструированы с использованием мостовых, емкостных или пьезоэлектрических преобразователей. В случае мостового датчика с усилением блок сам обеспечивает согласующие резисторы и усиление, необходимое для измерения давления непосредственно с помощью устройства сбора данных. Хотя возбуждение все же должно быть обеспечено, точность возбуждения менее важна.

Как измерить давление? | Как работает измерение давления?

Определение, принцип работы и виды.Ознакомьтесь с функциями и возможностями различных датчиков измерения давления в этом подробном руководстве.

Датчики давления

, изготовленные в США компанией FUTEK Advanced Sensor Technology (FUTEK), ведущим производителем датчиков, использующей одну из самых передовых технологий в сенсорной промышленности: технологию тензодатчиков с металлической фольгой. Датчик давления определяется как датчик, который преобразует входное механическое давление в электрический выходной сигнал (определение датчика давления).Существует несколько типов преобразователей давления в зависимости от размера, производительности, метода измерения, технологии измерения и требований к выходному сигналу.

Что такое датчик измерения давления?

Что делает датчик давления? Датчик давления — это преобразователь или прибор, который преобразует входное механическое давление в газах или жидкостях в электрический выходной сигнал. Датчик давления состоит из чувствительного к давлению элемента, который может измерять, обнаруживать или контролировать прикладываемое давление, и электронных компонентов для преобразования информации в электрический выходной сигнал.

Давление определяется как количество силы (приложенной к жидкости или газу), приложенной к единице «площади» (P=F/A), и общепринятыми единицами давления являются Паскаль (Па), Бар (бар), Н/мм2 или psi (фунты на квадратный дюйм). В преобразователях давления часто используется пьезорезистивная технология, поскольку пьезорезистивный элемент изменяет свое электрическое сопротивление пропорционально испытанному напряжению (давлению).

Как работает датчик измерения давления?

Чтобы понять, как работает промышленный датчик давления FUTEK, во-первых, необходимо понять основы физики и материаловедения, лежащие в основе принципа работы датчика давления и пьезорезистивного эффекта , который измеряется тензодатчиком (иногда называемым тензорезистор ).Тензорезистор из металлической фольги представляет собой преобразователь, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от приложенного давления. Другими словами, он преобразует силу, давление, напряжение, сжатие, крутящий момент и вес (датчики веса) в изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить.

Тензорезисторы представляют собой электрические проводники, плотно прикрепленные к пленке в форме зигзага. Когда эту пленку тянут, она — и проводники — растягиваются и удлиняются. Когда его толкают, он сокращается и становится короче.Это изменение формы приводит к изменению сопротивления электрических проводников. Деформация, приложенная к датчику давления, может быть определена на основе этого принципа, поскольку сопротивление тензорезистора увеличивается с приложенной деформацией и уменьшается при сжатии.

Рис. 1: Тензодатчик из металлической фольги. Источник: ScienceDirect

Посетите наш магазин датчиков давления. Доступно более 60+ типов датчиков!

Конструктивно тензометрический преобразователь давления выполнен в виде металлического корпуса (также называемого изгибом), к которому приклеены металлические фольги тензорезисторов . Корпус этих датчиков измерения давления обычно изготавливается из алюминия или нержавеющей стали, что придает датчику две важные характеристики: (1) обеспечивает прочность, позволяющую выдерживать высокое давление, и (2) обладает эластичностью, позволяющей минимально деформироваться и возвращаться к исходной форме при воздействии давления. давление снимается.

Датчик давления преобразует давление в электрический сигнал. Промышленные датчики давления FUTEK используют пьезорезистивный эффект, который состоит из тензодатчиков из металлической фольги, установленных на диафрагме.При изменении давления диафрагма меняет форму, вызывая изменение сопротивления в тензорезисторах, что позволяет измерять изменения давления электрическим способом. Наши датчики давления естественным образом производят электрический сигнал в милливольтах, который изменяется пропорционально давлению и напряжению возбуждения датчика (мВ/В — милливольт на вольт). Однако мы предлагаем датчики давления с внутренними аналоговыми усилителями. Датчики давления со встроенными усилителями выдают сигналы переменного напряжения, т.е.е. ±10 В или переменный ток (например, выход датчика давления 4–20 мА). Однако, если для вашего приложения требуется цифровой или USB-усилитель датчика давления, обратитесь к нашим инструментам датчиков давления и странице магазина усилителей.

Тензорезисторы расположены в так называемой схеме усилителя моста Уитстона (см. анимированную схему ниже). Это означает, что четыре тензорезистора соединены между собой в виде контура, и соответственно совмещена измерительная сетка измеряемого давления.

Мостовые тензометрические усилители обеспечивают регулируемое напряжение возбуждения и преобразуют выходной сигнал мВ/В в другую форму сигнала, более полезную для пользователя. Сигнал, генерируемый тензорезисторным мостом, имеет низкую мощность и может не работать с другими компонентами системы, такими как ПЛК, модули сбора данных (DAQ) или компьютеры. Таким образом, функции формирователя сигнала датчика давления включают в себя напряжение возбуждения, фильтрацию или ослабление шума, усиление сигнала и преобразование выходного сигнала.

Кроме того, изменение выходного сигнала усилителя датчика давления откалибровано, чтобы быть пропорциональным давлению, прикладываемому к изгибу, которое можно рассчитать с помощью уравнения цепи датчика давления.

Рис. 2. Цепь датчика измерения давления.

Посетите наш магазин датчиков давления. Поговорите с инженером сегодня!

Как измерить давление? Какие существуют типы датчиков давления и методы измерения?

Датчики давления можно классифицировать по типу измерения давления, а также по технологии измерения давления, с которой работает датчик.В связи с этим существует три метода измерения давления: дифференциальный, абсолютный и манометрический.

Преобразователь дифференциального давления: Дифференциальное давление представляет собой измерение перепада давления между двумя значениями давления или двумя точками давления в системе , таким образом измеряя, насколько две точки отличаются друг от друга, а не их величину по отношению к атмосферному давлению. или к другому эталонному давлению, такому как абсолютный вакуум. Это отличается от датчика статического или абсолютного давления, который измеряет давление, используя только один порт, и, как правило, датчики дифференциального давления комплектуются двумя портами, к которым можно присоединить трубы и подключить их к системе в двух разных точках давления, откуда может быть перепад давления. быть измерены и рассчитаны.

Этот метод измерения давления обычно используется для измерения расхода жидкости или газа в трубах или воздуховодах.

Рис. 3. Как работает датчик дифференциального давления? Измерение уровня в резервуаре с помощью датчика измерения перепада давления.

Преобразователь абсолютного или вакуумного давления: Этот датчик измеряет абсолютное давление, которое определяется как давление, измеренное относительно идеально герметичного вакуума .Датчики абсолютного давления используются в приложениях, где требуется постоянное эталонное значение . Эти приложения требуют привязки к фиксированному давлению, поскольку они не могут быть просто привязаны к окружающему давлению. Например, этот метод используется в высокопроизводительных промышленных приложениях, таких как контроль вакуумных насосов, измерение давления жидкости, промышленная упаковка, управление промышленными процессами и аэрокосмическая и авиационная инспекция. Когда дело доходит до измерения атмосферного давления, особенно для таких приложений, как барометрические измерения погоды или высотомеры, предпочтительным устройством является датчик абсолютного давления.

Посетите наш магазин датчиков давления. Поговорите с нашим специалистом по приложениям сегодня!

Манометрическое или относительное давление Преобразователь : Манометрическое давление является просто частным случаем дифференциального давления с давлениями, измеряемыми дифференциально, но всегда относительно местного давления окружающей среды . В том же отношении абсолютное давление также можно рассматривать как дифференциальное давление, когда измеренное давление сравнивается с идеальным вакуумом.Изменения атмосферного давления из-за погодных условий или высоты напрямую влияют на выходной сигнал датчика избыточного давления. Манометрическое давление выше атмосферного давления называется положительным давлением. Если измеренное давление ниже атмосферного давления, оно называется отрицательным или вакуумметрическим давлением.

Рис. 4. Измерение давления с помощью датчика давления в системе водяного насоса

Типы технологий измерения давления или принципы работы

Существует множество технологий измерения давления или принципов измерения, способных преобразовывать давление в измеримый и стандартизированный электрический сигнал.В этой статье основное внимание будет уделено типам коллекторов силы, которые используют датчик силы (например, диафрагму) для измерения деформации (или отклонения) из-за приложенной силы на площади (давления).

Резистивный или пьезорезистивный эффект: Датчики измерения резистивного давления используют изменение электрического сопротивления тензодатчика, прикрепленного к диафрагме (также известной как гибкий элемент), которая подвергается воздействию среды под давлением.

Тензорезисторы часто состоят из металлического резистивного элемента на гибкой подложке, прикрепленной к диафрагме (т.е. тензорезистор из металлической фольги) или наносится непосредственно с использованием тонкопленочных процессов.

Обычно тензометрические датчики подключаются по мостовой схеме Уитстона, чтобы максимизировать выходной сигнал датчика и снизить чувствительность к ошибкам. Это наиболее часто используемая технология измерения давления общего назначения, основанная на том же принципе, что и тензодатчик.

Видео на YouTube: Миниатюрный датчик давления (PFT510) | Мембранный преобразователь давления для скрытого монтажа.

Посетите наш магазин датчиков давления. Доступно более 60+ датчиков!

Емкостной: В емкостных датчиках давления используется диафрагма, которая отклоняется под действием приложенного давления, образуя переменный конденсатор для обнаружения деформации, вызванной приложенным давлением. При приложении давления внешнее давление сжимает диафрагму, и значение емкости уменьшается. Когда давление сбрасывается, диафрагма возвращается к своей первоначальной форме, и за ней следует емкость.В обычных технологиях используются металлические, керамические и кремниевые диафрагмы. Емкость можно откалибровать, чтобы обеспечить точное считывание давления.

Емкостные датчики, отображающие изменение емкости при отклонении одной пластины под действием приложенного давления, могут быть очень чувствительными и выдерживать большие перегрузки. Однако ограничения на материалы, а также требования к соединению и герметизации могут ограничивать области применения.

Пьезоэлектрический эффект: Пьезоэлектрические датчики давления используют свойство пьезоэлектрических материалов, таких как керамика или металлизированный кварц, генерировать электрический потенциал на поверхности, когда материал подвергается механическому напряжению и деформации.Величина заряда пропорциональна приложенному давлению, а полярность определяется направлением давления. Электрический потенциал накапливается и быстро рассеивается при изменении давления, что позволяет измерять быстро меняющееся динамическое давление.

Эталоны измерения давления

Давление обычно измеряется в единицах силы на единицу площади поверхности ( P = F / A). В физике символом давления является р, а единицей измерения давления в системе СИ является паскаль (символ: Па).Один паскаль — это сила в один ньютон на квадратный метр, действующая перпендикулярно поверхности. Другими часто используемыми единицами измерения давления для определения уровня давления являются фунты на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм) и бар. Использование единиц давления зависит от региона и области применения: фунт на квадратный дюйм обычно используется в Соединенных Штатах, а бар — предпочтительная единица измерения в Европе.

Почему важно калибровать датчик давления?

Калибровка преобразователя давления — это регулировка или набор поправок, которые выполняются на датчике или приборе (усилителе), чтобы убедиться, что датчик работает как точно или безошибочно, насколько это возможно.

Каждый датчик подвержен ошибкам измерения . Эти структурные погрешности представляют собой просто алгебраическую разницу между значением, которое указывается выходным сигналом датчика , и фактическим значением измеряемой переменной или известным эталонным давлением. Ошибки измерения могут быть вызваны многими факторами:

Смещение нуля (или баланс нуля датчика давления): Смещение означает, что выходной сигнал датчика при нулевом давлении (истинный нуль) выше или ниже идеального выходного сигнала.Кроме того, стабильность нуля относится к степени, в которой преобразователь поддерживает баланс нуля при неизменности всех условий окружающей среды и других переменных.

Линейность (или нелинейность): Немногие датчики имеют полностью линейную характеристику, что означает, что выходная чувствительность (наклон) изменяется с разной скоростью во всем диапазоне измерения. Некоторые из них достаточно линейны в желаемом диапазоне и не отклоняются от прямой линии (теоретической), но некоторые датчики требуют более сложных вычислений для линеаризации выходного сигнала. Таким образом, нелинейность датчика давления представляет собой максимальное отклонение фактической калибровочной кривой от идеальной прямой линии, проведенной между выходными сигналами без давления и номинальным давлением, выраженное в процентах от номинального выходного сигнала.

Гистерезис: Максимальная разница между выходными показаниями датчика для одного и того же приложенного давления; одно показание получается за счет увеличения давления от нуля, а другое за счет снижения давления от номинального выхода. Обычно он измеряется при половинной номинальной мощности и выражается в процентах от номинальной мощности.Измерения следует проводить как можно быстрее, чтобы свести к минимуму ползучесть.

Повторяемость (или неповторяемость): Максимальная разница между выходными показаниями датчика для повторяющихся входных данных при одинаковом давлении и условиях окружающей среды. Это выражается в способности датчика поддерживать стабильный выходной сигнал при повторном приложении одинакового давления.

Температурный сдвиг Диапазон и ноль: Изменение выходного сигнала и нулевого баланса, соответственно, из-за изменения температуры преобразователя.

Рис. 5: Калибровочная кривая датчика давления.

Каждый датчик давления имеет «характеристическую кривую» или «калибровочную кривую», которая определяет реакцию датчика на ввод. Во время регулярной калибровки с использованием калибровочного станка датчика мы проверяем смещение нуля и линейность датчика, сравнивая выходной сигнал датчика с эталонными гирями и настраивая отклик датчика до идеального линейного выхода. Оборудование для калибровки датчиков давления также проверяет гистерезис, воспроизводимость и температурный сдвиг, когда заказчики запрашивают его для некоторых важных приложений измерения давления.

Для получения дополнительной информации о калибровке см. нашу страницу часто задаваемых вопросов о калибровке датчика.

Если у вас есть дополнительные вопросы о терминах и определениях калибровки, обратитесь к нашему Глоссарию терминов калибровки датчиков.

Хотите узнать, какие услуги по калибровке мы предлагаем для вашего датчика и/или системы?

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше!

Как часто следует калибровать датчик давления?

Поскольку датчик тензодатчика давления подвергается длительному использованию, старению, дрейфу выходного сигнала, перегрузке и неправильному обращению, компания FUTEK настоятельно рекомендует выполнять ежегодную повторную калибровку.Частая повторная калибровка помогает подтвердить, сохранял ли датчик свою точность с течением времени, и предоставляет сертификат калибровки тензодатчика, подтверждающий, что датчик по-прежнему соответствует спецификациям.

Однако, когда датчик используется в критических приложениях и суровых условиях, датчики давления могут потребовать еще более частых калибровок. Пожалуйста, проконсультируйтесь о соответствующих интервалах калибровки с нашей службой технической поддержки, которая поможет вам оценить наиболее экономичный интервал обслуживания калибровки для вашего датчика.

Какие существуют типы измерения давления?

Типы измерения давления с примерами применения давления.

Существует 4 основных типа измерения давления

• Манометр  – Относительно атмосферного давления.
• Герметичная  – Относится к герметичной камере, закрытой при атмосферном давлении (примерно 1 бар).
• Абсолютный – Эталоном является вакуум (0 бар или отсутствие давления).
• Дифференциальный – Датчик имеет два порта для измерения двух разных давлений.

Все измерения давления производятся относительно эталонного давления и выражаются в этих основных терминах.

Датчик (G)

Датчики избыточного давления

измеряют входное давление (вашей среды) по отношению к окружающему атмосферному давлению (сбрасывается в атмосферу). Манометр используется для измерения давления относительно условий окружающей среды, например, давления в автомобильных шинах. Поскольку датчики открыты для атмосферы, они чувствительны к влаге. Необходимо следить за тем, чтобы устройства устанавливались в сухих помещениях (иначе внутренняя схема может выйти из строя).

Герметичный (S)

Измеряет входное давление (вашей среды) по отношению к герметичной камере с атмосферным давлением (примерно 1 бар). Это защищает внутреннюю схему датчика от влаги. Этот диапазон обычно ограничивается минимум 7 бар и выше. Хорошими примерами применения являются наружные установки или места, где оборудование можно мыть. Наши промышленные датчики давления идеальны.

Абсолют (А)

Датчики абсолютного давления

измеряют входное давление (вашей среды) относительно вакуумной камеры при 0 бар (откачанной и герметично закрытой).Указывается там, где требуются измерения абсолютного давления, например барометрического давления, или когда из оборудования необходимо удалить весь воздух.

Дифференциал (D)

Здесь эталонное давление не является ни внешним, ни внутренним по отношению к датчику. Датчик снабжен двумя портами — входами высокого и низкого уровня — и измеряет разницу между ними. Обычно используется для измерений фильтров. Ознакомьтесь с нашим ассортиментом датчиков дифференциального давления.

Примеры применения под давлением

Тип	Определение	Примеры применения
Манометр	Эталон атмосферного давления.	Автомобильная шина Измерение уровня воды Давление в камере Гидравлические системы
Герметичная	Относится к герметичной камере, закрытой при атмосферном давлении (приблизительно 1 бар).	Для использования в агрессивных средах Промышленное применение Среда с промывкой Продукты питания и напитки
Абсолютный	Эталоном является вакуум (0 бар или отсутствие давления).	Барометрический Метеостанции и метеорологические приложения
Дифференциал	Измерение разницы между показаниями двух портов давления.	Мониторинг фильтров и насосов Кондиционер HVAC Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха Мониторинг чистых помещений

Понравилась статья выше? Почему бы не прочитать другие наши справочные статьи о датчиках.

Почему мы?

• Поставщики высококачественных тензометрических датчиков и преобразователей для всех отраслей промышленности — в Великобритании и по всему миру
• Более 100 лет опыта работы с датчиками
• На всю нашу высококачественную продукцию предоставляется трехлетняя гарантия

Сопутствующие товары и услуги

Атмосферное, абсолютное, манометрическое и дифференциальное давление

Рисунок 1: Визуализация различных типов давления

Давление может быть выражено как мера силы на единицу площади.Существуют различные типы измерения давления, основанные на их интерпретации. Атмосферное давление и абсолютное нулевое давление являются двумя эталонными давлениями. Давление, которое принимает атмосферное давление в качестве эталона, является манометрическим давлением. Давление, которое принимает абсолютное нулевое давление в качестве точки отсчета, является абсолютным давлением. Вкратце, типы давления (рис. 1):

• Атмосферное давление (P _atm ): Давление на земную поверхность.
• Абсолютное давление (P _a ) или (P _abs ): Атмосферное давление плюс манометрическое или вакуумметрическое давление.
• Манометрическое давление (P _g ) или (P _{манометр} ): Положительное давление в системе минус атмосферное давление.
• Вакуумное давление (P _vac ): Отрицательное давление в системе минус атмосферное давление.
• Перепад давления (dp): Разница между двумя точками давления.

Манометр онлайн-выбор

Атмосферное давление

Атмосферное давление (P _a ) — давление на земную поверхность. Это давление является результатом веса воздуха над поверхностью. Поэтому на больших высотах атмосферное давление ниже по сравнению с уровнем моря.

Абсолютное давление

Абсолютное давление (P _a ) или (P _abs ) — это давление, которое считает абсолютное нулевое давление или идеальный вакуум в качестве точки отсчета. Таким образом, он никогда не может иметь отрицательное значение. Его можно выразить как сумму манометрического давления и атмосферного давления.

P _a =P _г +P _атм

Где (P _a ) — абсолютное давление, (P _g ) — манометрическое давление и (P _атм ) — атмосферное давление.

Абсолютное давление учитывает атмосферное давление. Таким образом, показания давления могут меняться в зависимости от изменения атмосферного давления, которое может произойти из-за изменения высоты над уровнем моря. Использование датчика абсолютного давления для измерения абсолютного давления устраняет зависимость от изменения атмосферного давления в качестве эталона. Измерение абсолютного давления желательно в приложениях, требующих высокоточного измерения вакуума.

Манометрическое давление

Манометрическое давление или относительное давление (P _g ) представляет собой разницу между измеренным давлением и местным атмосферным давлением.Возможно иметь отрицательное значение манометрического давления, если измеренное давление меньше атмосферного давления (поэтому для вакуума оно может быть выражено как (P _vac )). Формула манометрического давления может быть выражена как:

P _г =P ₁ -P _атм

Где (P _g ) манометрическое давление, (P ₁ ) измеренное давление и (P _атм ) локальное атмосферное давление вокруг датчика давления.

Датчики давления

имеют чувствительный элемент в виде диафрагмы, которая отклоняется из-за изменения давления.Датчикам давления требуется вентиляция, чтобы использовать атмосферное давление в качестве ориентира. Манометрическое давление не зависит от атмосферного давления и не меняется с высотой, поскольку манометрическое давление всегда учитывает местное атмосферное давление. Поэтому он подходит для измерения давления в трубах и резервуарах, где давление выше атмосферного.

Перепад давления

Рис. 2: ΔP (H) — перепад давления, а P ₀ и P ₃ — показания давления.

Дифференциальное давление (dP или ΔP) определяется как разница между двумя приложенными давлениями. Одно значение давления используется в качестве эталона и используется для считывания другого значения давления. Большинство показаний давления можно назвать перепадом давления, поскольку давление измеряется относительно атмосферного давления или абсолютного вакуума. Измерение перепада давления полезно при измерении падения или потери давления с одной стороны объекта на другую. Формула дифференциального давления может быть выражена как:

ΔP=P _или -P ₃

Где ∆P — перепад давления (H на рисунке ниже), а P ₀ и P ₃ — показания давления.

Перепад давления не учитывает атмосферное давление. Некоторые распространенные области применения измерения дифференциального давления включают:

• Измерение расхода
• Измерение плотности
• Измерение уровня в резервуарах
• Контроль насосов и клапанов
• Системы пожарного мониторинга

Манометр онлайн-выбор

Ежемесячный информационный бюллетень Tameson

• Для кого: Вы! Существующие клиенты, новые клиенты и все, кто ищет информацию о контроле жидкости.
• Почему Ежемесячный информационный бюллетень Tameson: Раз в месяц он содержит прямую информацию, полную актуальной информации об отрасли управления жидкостями.
• Что в нем: Объявления о новых продуктах, технические статьи, видеоролики, специальные цены, отраслевая информация и многое другое, на что вам нужно подписаться, чтобы увидеть!

Подписаться на рассылку
.