二、壓力測量技術

(一)穩態壓力測量

1.液柱式壓力計

液柱式壓力計是用一定高度的液柱所產生的靜壓力平衡被測壓力的方法來測量壓力。它價格低廉，而且在±0.IMPa范圍內有較高的準確度，故廣泛地應用于氣體壓力的測量，包括測量低壓、負壓和壓差，主要形式有U形管壓力計和斜管壓力計。

U形管壓力計的結構如圖2-14所示。U形管的兩個端頭，就是直接能感受壓力的傳感部位。U形管一般用直徑為10mm的玻璃管，在U形管中裝有已知密度的液體，一般為水、水銀或四氯化碳等。設工作液為水，密度為Pwo，U形管壓力計的一支管與大氣相通，壓力為pB，另一支管通人被測壓力pA，則其壓差Ap可寫成

因為Pwo>>pair，可以忽略，故當U形管壓力計中用水為工作液時，壓差為

同理，當工作液為水銀時，壓差為

當壓差一定時，工作液的密度可以決定U形管壓力計的靈敏度。在同樣的壓差情況下，工作液為水的h值要比工作液為水銀的h值高;在25℃下，水銀的密度是水的密度的13.5倍。因此人們常常用水銀式U形管壓力計測量較大的壓力或壓差。

另外，由于水和水銀的表面張力不同，充裝水銀的U形管壓力計內的液柱面呈凸狀曲面，讀壓差時，應從凸狀曲面的頂點開始算起;相反，充裝水的U形管壓力計內的液柱面呈凹狀曲面，應從它的凹狀曲面頂點計算。

斜管壓力計是U形管壓力計中一支管傾斜到一定位置來測量壓力的一種形式(見圖2-15)，其特點是具有放大壓力或壓差的作用，通常稱為斜管式微壓計，工作液用較純的酒精。由壓力平衡可寫出

2.彈性式壓力計

這類壓力計是根據彈性元件受壓后產生的變形和壓力之間的關系制成的。顯然同樣的壓力下，不同結構、不同材料的彈性元件會產生不同的彈性變形。常用的彈性元件有彈簧管、波紋管、薄膜等，其中波紋膜片和波紋管多用于微壓和低壓測量;單圈和多圈彈簧管可用于高、中、低壓或真空度的測量。下面介紹幾種常用的彈性式壓力計。

(1)彈簧管式壓力計。彈簧管式壓力計屬于最普遍應用的一種壓力計，它不僅可以測量100000～1000000000Pa的壓力，還可以測量真空，其結構十分簡單，是一種用扁圓形或橢圓形截面的管彎成圓弧狀，一端固定，一端自由，而自由端是封閉的，見圖2-16。

該壓力計由固定端感曼被測壓力，彈簧管內承受壓力就會變形，首先是截面趨于圓形，緊接著彎曲的彈簧管伸展，使封閉的自由端外移，該自由端通過連接件帶動壓力表指針轉動，從而該壓力計測出壓力的大小。