壓力表計量基礎知識講座

作者：戴孝華/上海市計量測試技術研究院

第一講壓力定義及其計量單位

1 壓力的定義
1.1 一般定義
壓力一般定義是:垂直作用并均勻分布在單位面積上的力。從字面上看，定義用字不多，很簡單;從另一面講，是精煉，是對壓力含義的高度概括。所以，在解讀壓力定義的時候，要著重理解其中兩個重要因素，即力的垂直性和分布的均勻性，這兩個重要的因素是從事壓力計量和測試的出發點。
壓力定義的科學性和可操作性還反映在可用簡單的數學公式表示:

由式(1)可以清楚地看出:壓力的大小決定于作用力和受力面積的大小。壓力的大小與作用力成正比，作用力大壓力大，作用力小壓力小; 壓力大小與受力面積成反比，受力面積大壓力小，受力面積小壓力大。活塞式壓力計是實現式(1)的最理想的壓力計量儀器。
提示1 : 壓力在物理學上通常稱為壓強。
提示2. 根據我國法定計量單位規定，式(1)中的壓力符號p是用小寫斜體英文字母。不得使用符號大P字母。

1.2 廣義定義
前面介紹了壓力的一般定義，但在實際工程技術中常常需要使用到壓力的廣義定義。
現在假設有一任意平面S ，如圖1 所示，它的法線方向為n-n ， 即n-n 垂直面積S。有一任意方向的作用力F ， 與法線n-n 的夾角為α ，因此，作用力F 在法線方向上的分力凡大小為:

Fn = Fcosα    (2)

根據壓力一般定義，作用力F 垂直作用在面積S 上產生的壓力為



可見，由式( 3 ) 所獲得的壓力p' 比式( 1)獲得的壓力p‘要小，壓力減小的程度取決于夾角α的大小， α越大、p' 越小， α 越小、p' 越大。因此，在檢定或校準壓力表時，通常要求壓力表要垂直安裝;在活塞式壓力計的檢定規程中，對活塞的安裝位置也提出了垂直度的要求。道理就在這里。
壓力的定義是設計、制造、使用、計量壓力儀器儀表的依據，在壓力計量的實踐中應全面、深入理解壓力定義的含義、并用它來指導壓力計量技術工作和計量檢定工作。

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第三講　彈性元件特性及其在壓力表中的應用

1　彈性元件及其使用的材料
1.1　彈性元件的種類
壓力表使用的彈性元件目前有如下四種形式：
彈簧管：分為C 形彈簧管、螺旋管、盤旋管。
膜　片：分為平面膜片、波紋膜片（可按波紋的截面形狀又分若干種）。
膜　盒：分為單膜盒、膜盒組（兩膜盒、三膜盒等）。
波紋管：分為無縫波紋管、焊接波紋管（可按波紋的截面形狀又分若干種）。

1.2　彈性元件使用的材料
錫磷青銅：牌號有QSn6.5-0.1，QSn4-0.3。
鈹青銅：牌號有 QBe2。
高強度、高彈性合金鋼：牌號有 50GrVA。
恒彈性合金鋼：牌號有 3J53 等。
不銹鋼：牌號有1Gr18Ni9Ti， 0Gr18Ni9 (SUS304)，0Gr17NI12MO2(SUS316) 等。

2　彈性元件的基本特性
彈性元件的基本特性包括：彈性特性、剛度、靈敏度、彈性后效、彈性遲滯、彈性滯后、疲勞極限、環境溫度影響等內容。

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第八講精密壓力表的檢定(下)
8 精密表檢定中必須考慮的問題
8.1 安裝位置形成液位差引起的附加壓力及處理
為保證壓力量值的準確， JJG49 - 2013 中提出:選用標準活塞式壓力計檢定上限值不大于0.6MPa的精密表時，應使精密表指針軸與活塞的下端面在同一水平面上。否則，對液位高度差(見圖4) 引起的附加壓力必須進行考慮，附加壓力按下式計算:

例1 .選用準確度等級為0.05 級、測量范圍為0.04~0.6MPa 的話塞式壓力計檢定準確度等級為0.4級、測量范圍為0~0.6MPa的精密壓力表，上海地區的重力加速度為9.7946 m/s^2 ， 精密壓力表指針軸高于活塞下端而0.15m ， 工作介質密度為860kg/m^3,活塞有效面積Se 為1cm2 = 1 x 10-4m2。現讀取精密壓力表測量上限的壓力值為0.5985MPa，并計算附加壓力為

可見方法一和方法二的結果相同。

壓力表計量基礎知識講座第八講精密壓力表的檢定(下)
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壓力表計量基礎知識講座 第九講  彈性元件式一般壓力表的檢定（上）
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壓力表計量基礎知識講座 第十一講 彈性元件式一般壓力表的檢定（下）
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壓力表計量基礎知識講座
第七講精密壓力表的檢定(上)
1 檢定依據
JJG2023-1989《壓力計量器具》國家計量檢定系統表和JJG49-2013《彈簧管式精密壓力表和真空表》國家計量檢定規程。

對于這兩條依據，我同計量法上已有過精辟的闡述：“計量檢定必須按照國家檢定系統表進行，國家計量檢定系統表由國務院計量行政部門制定。計量檢定必須執行計量檢定規程，國家計量檢定規程由國務院計量行政部門制定。"因此，精密壓力表的計量檢定人員必須明白：檢定規程是計量檢定的依據(請注意:計量器具的校準依據是校準規范，不是檢定規程;在沒有校準規范條件下，可以"參考檢定規程” )。

國際計量檢定規程定義:由國家計量主管部門組織制定并批準頒布，在全國范圍內施行，作為計量器具特性評定和法制管理的計量技術法規( JJF1001-2011 )。

國家檢定系統表是從國家基準到各級計量標準再到工作計量器具的檢定主從關系所制定的技術規范。只有執行國家檢定系統表，才能把全國各地區、各部門、各企事業單位所使用的不同準確度等級、不同測量范圍的計量器具，科學合理地組織起來，使測量結果在最大允許誤差范圍內達到量值準確一致。計量檢定按照檢定系統進行，不僅可確保計量器具的準確度，還可避免使用過高準確度的計量標準檢定低準確度的計量標準， 同時還可以指導企業、事業單位實現量值傳遞和溯源工作。

國家計量檢定規程的定義是:為評定計量器具特性、確定計量器具法定地位的技術規范。

精密壓力表同家計量檢定規程，在全國范圍內施行，精密壓力表計量檢定人員執行計量檢定規程是計量法賦予的職責， 是一種執法行為， 具有社會責任。

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