U形管压力计的工作原理及误差分析
仪器网 · 2012-07-14 23:41 · 39581 次点击
1工作原理
图3一是用U形管测最压力的原理图。它的两个管口分别接压力P1和P2。当P1=P2时,左右两管的液体高度相等;当P1>P2时,U形管两管内的液面便会产生高度差,如图3-2所示。根据流体静力学原理有
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式中P-U形管压力计工作液的密度,kg/m3;
g-U形管压力计所在地的重力加速度,m/S2;
h-U形管左右两管的液面高度差,m
如果将P2管通大气压,即p2=Po,则所测为表压。由此可见:
(1)U形管压力计可以检测两个被测压力之间的差值(即差压),或检测某个表压。
(2)若提高U形管内工作液的密度p,则可扩大仪表量程,但灵敏度降低,即在相同压力的作用下,h值变小。
2误差分析
用U形管压力计进行压力测量,其误差主要有:
(1)温度误差。这是指由于环境温度的变化,而引起刻度标尺长度和工作液密度的变化,一般前者可忽略,后者应进行适当修正。例如,当水从10℃变化到20℃时,其密度从999.8kg/m,减小到998.3kg/m3,相对变化量为0.15%
(2)安装误差。安装时应保证U形管处于严格的铅垂位置,在无压力作用下两管液柱应处于标尺零位,否则将产生安装误差。例如,U形管倾斜5时,液面高度差相对于实际值要偏大约0.38%。
(3)重力加速度误差。由原理可知,重力加速度也是影响测量准确度的因素之一。当对压力测址要求较高时,应准确测出当地的重力加速度,使用地点改变时,也应及时进行修正。
(4)传压介质误差。在实际使用时,一般传压介质就是被测压力的介质。当传压介质为气体时,如果与U形管两管连接的两个引压管的高度差相差较大,而气体的密度又较大时,必须考虑引压管内传压介质对工作液的压力作小若温度变化较大,还需同时考虑传压介质的
密度随温度变化的影响。当传压介质为液体时,除了要考虑上述各因素外,还要注意传压介质和工作液不能产生溶解和化学反应等。
(5)读数误差。读数误差主要是由于U形管内工作液的毛细作用而引起的。山于毛细现象,管内的液柱可产生附加升高或降低,其大小与工作液的种类、温度和U形管内径等因素有关。当管内径大于等于10mm时,U形管单管读数的最大绝对误差一般为1mm。此误差不随液柱高度而改变,是可以修正的系统误差。
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