[科普中国]-相对压力

相对压力是一种以大气压力作为基准所表示的压力，是压力的表示方法的一种。另外一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力。由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，因此，相对压力又称为表压力，压力仪表显示的压力就是表压力（相对压力），是指设备内部某处的真实压力与大气压之间的差值。1

计算说明以大气压力p。为零点算起的压力口U做相对压力。也就是绝对压力减去当地大气压力，便得到相对压力值，并以字母pq表示，即：（式1）

当液体自由表面上是大气压力pa时，

由(1)式知道，绝对压力等于相对压力加上大气压力，即

在多数工程实际问题中，因流体所受的大气压力是互相平衡的，因此，真正起作用的是相对压力，故一般多采用相对压力来表示静压力。譬如，一般压力表上指示的零压就是大气压力。压力表的读数反映了流体的压力与周围空气的压力差。故压力表上的刻度是相对压力。所以，相对压力在工程上又习惯称为表压力或计示压力。2

相对压力计管状弹簧压力表管状弹簧压力表是最通行的一种相对压力表。其结构和计算均足够明了。

在研究工作实践中，把这类标准压力计和（始终指示着装置中压力的）普通仪表并联使用。标准压力表只是在测量时才接通。当测完压力后，立刻把它断开，并从中放出液体和气体。管状弹簧有滞后现象，所以对压力计应当经常检验。特别是标准压力表和高压压力计，更应经常检验。

采用横截面如图1所示的管状弹簧，可增大极限测量压力。这种弹簧自由端在被测压力作用下的运动，不是象普通管状压力计那样由于轮廓变形所致，而是由于穿过横截面重心的中心轴(c1)相对于孔轴(c0)偏移某一距离。的结果。沿孔轴的作用力造成一个相对于横截面轴线的力矩。在这力矩的作用下，弹簧管向厚壁方向弯曲。

直管压力计在图2所示的压力计中，也采用了偏心管。压力计是一个两端有法兰的厚壁钢管1。管孔的偏心距离为y，所以在受压时钢管便向厚壁方向弯曲。这时，固定在支座3上的杆2，便压向千分表5的顶针4。杆的位移，和压力成比例。

可以采用上述管状压力计，测量非腐蚀性介质或混合物的压力。混合物的组成，在从测量温度改变到室温时，不得发生变化（由于组元凝结而发生变化）。管状压力计应处于室温条件中。否则，凝结物将聚集在压力计弹簧中并流入装置中去，而破坏系统中的平衡。这时，最好采用金属风箱（波纹管），把压力计弹簧与被研究介质隔绝开。为此，在波纹管上（图3）焊接或接触焊（滚焊）焊接底1和塞2。塞2上有螺纹，用于拧在盖3上。用盖3把（与被测压力装置连接的）容器4封住。容器处于实验温度之下。盖3上连接着一个通往管状压力计的钢管。

波纹管——钢管——压力计系统中，注满液态油（凡士林油或变压器油）。油中不允许有气泡。为了避免挤坏波纹管，在被测压力作用下，其体积变化必须大于系统中油的可压缩性。因为油被加热时由于热膨胀使其压力升高，所以在装置中未预先建立起10—15巴的压力之前，不可提高这类装置中的温度。为了确定波纹管刚性的修正系数，必须预先按照另外的管状压力计来对波纹管—压力计系统进行标定。对于直径10—15毫米的不锈钢波纹管，其修正值约为几巴。

管状压力计的最大缺点是弹簧经常断裂。尤其当压缩介质是气体时，使用这些压力计，要求采取特殊的安全措施。如在读数盘前，安装安全网或钢化玻璃板。

如果采用多圈螺旋弹簧，把它的零点置于受压状态，就可以提高这种压力计的精度。这种弹簧测量的不是压力的全量程，而仅是靠近上限的一部分。如测量665巴以下压力的仪表，装有630—700巴的刻度。也有另一些结构的压力计，按仪表工作元件材料的弹性变形来测量压力。

电阻压力计首先，应该把根据金属导线电阻改变来测量压力的压力计，划为纯电压力计。由于这一效应很小，所以这类压力计只是在测量数千巴量级的压力时才是有效的。

弹性电压力计应变仪 把锰铜丝或康铜丝绕在钢管上并提高管中的压力，就可以根据被张紧金属丝电阻的变化，测量出管内的压力。管子的计算，应该使管壁只受到弹性变形。

用这样的方法还可以测量脉动的压力，如内燃机里的压力。这时可用示波器记录金属丝电阻的变化。变化再快的压力（如过程延续百分之几秒和千分之几秒的气体绝热压缩），用专门的仪器测量。

应变压力计 这种压力计（图4）的工作原理是，膜片3在压力作用下弯曲，在膜片中产生应力，该应力用贴在膜片上的应变片4进行测量。（膜片用盖2压在垫片6上；应变片5用来补偿应变片4的温度变形）。采用不同厚度6的膜片，可以在很宽的范围内测量压力。3

电容压力计电容压力计也是一种膜片压力计，利用电方法测量膜片的挠度。膜片作为电容器的一个极板。电容器的电容量随着膜片的移动而改变。有许多以这个原理为基础的不同种类的仪器。

压电压力计这种压力计是基于石英片的机械振动转换成电荷的原理。除石英外，酒石酸钾钠和其他一些物质也具有这种性质。测得电荷，就可以确定出作用在片上的压力。

由于石英中的电荷是瞬时出现的并很快消失，所以要用专门的线路把它转换成电流振荡，并用示波器进行记录。用这类压力计可以测量快速变化的压力，所以常用它测量炮膛里的压力和内燃机气缸里的压力等。虽然仪器很简单，但其测试线路却很复杂。全部引线都要求高质量的绝缘。此外，仪器的读数还与许多条件（空气的湿度等）有关。

干涉压力计在大量不同结构的压力计中，着重提一下所谓的干涉压力计¨们。该仪器（图5）由承受压力的钢膜片1构成。把膜片精心抛光。膜片上方装一块石英片2。由特殊光源来的光线，投射在膜片上，产生干涉。膜片形状随压力变化，从而使干涉条纹数变化。这种变化可记录在底板上。这个仪器也可以测量快速变化的压力。

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学