压 力 测 量

下面扼要介绍实验室常用的测量方法及有关的测量仪表。

压力测量的方法很多，大致可以分为如下几类：

液体压力平衡法：这类方法是通过液体产生或传递压力来平衡被测压力的方法，例如液柱式压力计。

弹性力平衡法：它是利用各种形式的弹性元件在受压后产生的弹性变形的大小来进行压力测量的，例如弹簧管压力计。

机械力平衡法：这类方法是被测压力通过隔离元件转换成一个集中力，而后用一个外力与之相平衡来进行测量。

实验室常用的测压方法是前两种，故只介绍前两种测压仪表。

一、液柱式压力计

液柱式压力测量仪表是以液体静力学为基础的。常见的有U形管液柱压力计、单管压力计和倾斜式压力计。管内的工作指示液一般为水或水银。它是通过测液面的相对垂直位移来测量压力的，因此工作指示液的密度应与仪表刻度时的密度一致。这种仪表结构简单、使用方便、价格便宜。一般常用于低压、负压和压力差的测量。

1、U型管压力计

U型管压力计由一个“U”字型玻璃管和位置在其中间的刻度标尺构成，如图1(a)所示。读数的零点刻在标尺中央，管内的工作指示液充到刻度标尺的零点处。

U型管压力计在使用前工作液体处于平衡状态。其两端连接两个测压点，如果两端的压力不同，则管内一边液柱下降，另一边的液柱上升，重新达到平衡状态。这时两边液面的高度差为R，由此液柱高度R可依下式计算两点间的压力差。

式中：，U型管内指示液的密度，kg/m³

，管路中的液体的密度，kg/m³

R ，U形管左右两边液面高度差，m

使用U形管压力计测量压力时，在U形管和连接导管内不得有气泡存在。因此，每次使用前都应进行排气。方法是：首先开动水泵让水流经U形管测压点所在的管路，打开U形管顶上的两个小旋塞，让气泡和水一齐流出，待水流均匀，无气泡夹带时，排气操作即告完成。

2、倒U形管压差计

倒U形管压差计如图1（b）所示，指示剂为空气。一般用于测量气体压差小的场合。由于工作液体在两端点上压力不同，故在倒U形管的两根支管中上升的液柱高度也不同，则

使用倒U形管压力计测压时，也要进行排气。其排气方法与U形管压力计相同。排气完毕后，还要调整倒U形管内的水位。如果水位过高，可关3、4旋塞，打开1、2旋塞，让水排出而吸入部分空气。反之，如果管内空气过多，可关3、2旋塞，打开4、1旋塞，让部分空气排出，直至水位合适为止。

3、单管压力计

单管压力计是U形管压力计的一种变形，即用一只小杯代替U形管压力计中的一根管子。如图4—2所示。由于杯子的截面积远大于玻璃管的截面积（其比值＞200），故在其两端作用不同的压力时，细管一端的液柱从平衡位置升高h₁杯子一边下降h₂,由于h₁》h₂，故h₂可忽略不计。因此，在读数时只需读细管一边的液柱高度即可。

4、倾斜式压力计

倾斜压力计实际上是单管压力计的变形，如图3所示。它是把与杯子相连接的玻璃管做成倾斜式的并与水平方向成夹角α，以便能反映出微小压力的变化。一般用来测量200mm水柱以下的各种气体的微小压力、负压和压差，所以也叫倾斜式微压计。

有的倾斜管压力计的管柱角度α可以调节（但α不得小于15°），它使读数放大了1/sinα倍，即Rˊ＝R／sinα。使读数的精确度提高。

二、弹簧式压力计

弹簧式压力计是利用各种形状不同的弹性元件，在被测介质压力的作用下，使弹性元件受压后产生弹性变形的原理而制成的测压仪表。这种仪表具有结构简单，牢固可靠，读数清晰，价格低廉，测量范围广以及有足够的精确度等优点。常用的弹性元件有薄膜式、波纹管式、弹簧管式等，其中以弹簧管压力计使用最广。在实验室多用单管弹簧管压力计。利用弹簧管的变形，它不仅可以制成压力表，而且还可以制成真空表。

在选用弹簧压力计时，要注意工作介质的物理性质和量程。一般被测压力的最大值不应超过仪表刻度的2/3；如测量脉动的压力时，则不应超过仪表最大刻度的1/2；而这两种测量情况都不应低于仪表刻度的1/3。常用弹簧管压力表的精度级为2.5级、1.5级或1级。数值越小其精度越高。