除了温度,压力是工业应用中最常测量的物理变量之一。然而,存在着不同的测量单位,不同形式的压力。下面我们会解释一些最基本的术语。
压强表述为受力(F)作用在表面(A)上,可以用公式表示为:
p = F/A
根据国际单位体系,压力命名为帕斯卡(Pa)。这个术语起源于法国数学家Blaise Pascal (1623-1662),并从米和牛顿的单位推导出:1 Pa = 1 N/m2。 。
由于帕斯卡是一个很小的压力单位。因此在工业应用中,普遍使用单位bar。用来表示压力的单位由于应用的不同而不同。单位Pa应用于洁净室的压力测量,而气象学则采用hPa。另一方面,血压测量单位则采用mmHg。
下面的转换图清楚地显示了这些单独的单元是如何换算的。
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Figure 1: 压力单位换算表
压力形式
对于用户来说,重要的是要能够区分不同形式的压力,以便选择合适的压力传感器。
因此,在压力测量中,绝压、差压和相对压力的划分是至关重要的。
绝压
绝压是相对零压力而言。这指的是一个没有空气存在的空间,例如,在浩瀚的宇宙中,或者在一个理想的真空中。因此,所测压力总是大于参考压力。为了更好的区分其他压力形式,绝对压力以abs表示:Pabs。
绝压传感器使用传感器元件内的真空作为参考压力,位于膜的另一侧。
除了气象应用外,绝压压力传感器也常常应用在包装行业(例如真空包装)。
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Figure 2: 各种压力形式概述
相对压力(表压)
相对压力是一种以大气压力作为基准所表示的压力,以amb来表示。这是通过地球覆盖空气层所作用的压力。这种压力下降维持到大约500公里的高度(在这个高度内,绝对压力是占优势)。海平面上的大气压力相当于大约1013毫巴和波动的高、低压力条件百分之五。
与绝对压力传感器相反,相对压力传感器的另一侧保持与大气相通,以确保与大气压一致。除了相对压力外,过压这个术语也是常见的。当过压高于大气压力时,则称为正过压。如果不是这种情况,则表示负过压(以前,也使用真空这个术语)。
相对压力测量的一个实际例子是车辆的轮胎压力。如果在气压为1bar的基础上,向轮胎提供2bar相对压力,那么绝对压力就等于3bar。
差压
差压指的是任何两个压力之间的差值。因此,差压传感器带有两个压力连接处。
差压测量的一个应用案例就是封闭罐体内的静态压力测量。
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