[科普中国]-流体压力计

简介

流体压力计用于测量流体的压力，它分为液式的和金属的两种，液式压力计用于测量较小的压力，金属压力计用于测量较大的压力。

关于液体压力的三个要点是：

（1）液体中的任何一点，在所有方向上作用的压力相等；

（2）液体压力始终垂直地作用于任何表面；

（3）在给定方向上，作用于任何形状表面上的合力等于压力乘垂直于给定方向上的投影面积。1

液式测压计根据用液柱高度表示压力的原理，可以采用液式测压计测量气体或液体的压力。最简单的液式测压计便是测压管。2

测压管它是由一根直径不大的玻璃管1固定在刻度板2上做成的（如右图所示）。为了避免表面张力和毛细管现象引起的误差，玻璃管的内径要大于5毫米。测压管上端开口通大气，下端用橡皮管4和需要测量压力的地方连通。连通后，液体便在测压管内上升一定的高度h。2

测压管的优点是构造简单、精确度高。缺点是不能测量较大的压力。因为测量较大的压力时需要很高的测压管，不但使用不方便，室内空间也不允许。它的测量范围一般是表压小于0.3~0.4个大气压，即表压小于3~4米水柱。2

U形管测压计U形玻璃管中装入适量的水银，在应用时，U形管的一端与大气想通。在容器中压力的作用下，U形管中的水银面便产生一个高度差。2

因为U形管中常常注以水银，所以又称水银测压计。管中也可以注入其它液体，比如在测量气体压力时。注入水、酒精、甚至油等液体。注入的液体要求不与被测液体起化学作用、不混合，本身不挥发。2

U形管压差计U形管测压计的两端同时接到两个容器（或同一容器的两个点）上，便能测出两个容器（或一个容器的两点）间的压力差值。这时测压计成为U形管压差计。其压差计算公式为：

其中表示被测流体的密度，表示压差计中液体的密度。测量较大压力差时，也可用几个压差计串联使用。2

微压计在测量微小压力（或压差）时，为了提高测量的精度，采用倾斜式微压计。容器中液面与测压计中液面的高度差为h，测量读数为l，而h=lsinθ，即：

可见即使液柱h很小，只要θ角足够小，l读数仍可较大，所以它可以测出微小的压力。此外，倾斜放置的测压管中所用的液体重量越小，读数l就越大。因此，工程上常用重量比水小的液体，例如酒精，这样可以提高测量精度。2

金属压力表当所测压力很大时，常常采用金属压力表。金属压力表分弹簧式的和薄膜式的两种，其中又以弹簧式压力表最为常用。

弹簧式压力表弹簧式压力表的主要零件为一弯成镰刀形的黄铜包管1，管的断面为椭圆形，封闭端通过连杆4或齿轮传动机构与指针2连接。管的下端与被测压力容器连接。当压力大于大气压的流体进入包端管后，包端管就要向外伸开，并带动指针转动。当包端管内外壁上流体的压力差值和管子的弹性力平衡时，指针停止转动。此时由指针在刻度盘3上的位置便可读出被测点的表压力。弹簧式压力表能测量很大的压力，因为它的测压原理是利用管内外壁面上的压力差使管子产生变形，所以只要管子的抗弹性变形能力足够大，就能测量很大的压力。2

薄膜压力表薄膜压力表的主要零件为一波状断面的金属薄膜1，薄膜通过齿轮或连杆传动机构和指针连接。薄膜上面和大气相通。当压力表安置在需要测量压力的位置后，如所测压力大于或小于大气压时，薄膜将向上或向下弯曲，并带动传动机构使指针旋转一定角度，在刻度盘2上便可读出被测点的表压力。这种仪表可作为压力、真空两用表。2