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压强量测

测量仪器

对流体作用于单位面积上的法向力的测定。

概念
对流体作用于单位面积上的法向力的测定，压强通常分为相对压强和绝对压强。前者是测点水压强与大气压强之差；后者是包括大气压强在内的总压强。测定压强的仪表称为压力计，按其作用原理可分为液柱式压力汁、机械式压力计和电测压力传感器等。
测量仪器
液柱式压力计
液柱式压力计是量测液柱高度表示压强的装置。常用的有以下两种。
（1）测压管。直接用水柱高度表示压强（或称测压管高度）。施测时，在测量压强的边壁上开测压孔，然后用不锈钢管或紫铜管、橡皮管等将测压孔连通至测压管（通常用玻璃管）。如果压强较大，测压管过高，测量不便，则可改用较重的工作液体如水银。
（2）比压计。用来测量两点之间的压强差的装置。又称U形管压差计。在U形玻璃管内充填非挥发性测压用工作液体，水和水银是两种最常用的工作液体。
这两种压力计仅适用于测定恒定流时的时均压强。由于测量结果稳妥可靠，操作简便，为实验室中最基本的测压仪器。
机械式压力计
机械式压力计即压力表，是利用金属弹性元件受压变形的特性来量测压强。通过结构设计，这些元件可在外力作用下产生变形，带动传动机构，从而使被测压强显示在率定好的表盘上。压力表的形式繁多，常见的有弹簧式、管环式、隔膜式和风箱式等4种。
在正常压强量程内，压力表的准确度不及液柱式压力计。使用时，须事先进行率定。
电测压力传感器
电测压力传感器应用非电量电测原理，将感受到的液体压力转换成电信号，并与放大器和记录器相配合，可以精确、快速地测定动态、静态压力和脉动压力。常用的压力传感器有应变片压力传感器与晶体压力传感器两种。
（1）应变片压力传感器。用电阻应变片作为敏感元件，当传感器的弹性承压元件受压力作用变形时，粘贴在其上的应变片发生电阻的变化。通过二次仪表将此变化转换成与被测压力成正比的电信号输出。
（2）晶体压力传感器。利用晶体在某一特定轴向受力时产生电荷的压电效应，其电荷量与施加压力成正比。具有压电效应的天然晶体有石英、电气石和罗谢耳盐等。其中，以石英性能最好，可用以制成各种耐高温高压的压力传感器。
20世纪70年代以来，随着半导体集成电路技术的发展，超小型的硅片晶体压力传感器得到愈来愈广泛的应用。硅晶片厚度只有0.05 mm，具有压阻效应，受压后电阻率会发生变化。在其上集成有测量电桥和处理电路，经二次仪表可得到与压力成正比的电信号输出。
晶体压力传感器可具有极高的响应速度（1MHz以上），目前广泛用于水工、航空和船舶等方面的实验研究。
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