【正文】 道式和雙通道式 。 圖 419是雙通道式光電比色高溫計(jì)的結(jié)構(gòu)原理圖 。 第 4 圖 419 雙通道式光電比色高溫計(jì)的結(jié)構(gòu)原理圖 第 4 3） 全輻射溫度計(jì)的工作原理如圖 420所示 。 與前面幾種輻射溫度計(jì)相比 ， 它是把被測(cè)體的所有波長(zhǎng)的能量全部接收下來(lái) ， 而不需要變?yōu)閱紊?。 因此 ， 全輻射式溫度計(jì)要求光敏元件對(duì)整個(gè)光譜的光都能較好的響應(yīng) 。 一般選用熱電堆或熱釋電器件 。 熱釋電器件近年來(lái)應(yīng)用較多 。 它的響應(yīng)速度快 ， 并且有很寬的動(dòng)態(tài)范圍 ， 對(duì)光譜輻射的響應(yīng)幾乎與波長(zhǎng)無(wú)關(guān) ， 直到遠(yuǎn)紅外波段靈敏度都相當(dāng)均勻 。 第 4 圖 420 全輻射溫度計(jì)的工作原理 第 4 溫度檢測(cè)儀表的選用 溫度檢測(cè)儀表的選用應(yīng)根據(jù)工藝要求 ， 正確選擇儀表的量程和精度 。 正常使用溫度范圍 ， 一般為儀表量程的 30％ ～ 90％ 。 現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量的儀表可按工藝要求選用 。 玻璃液體溫度計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 使用方便 、 測(cè)量準(zhǔn)確 、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn) ， 但強(qiáng)度差 、 容易損壞 ， 通常用于指示精度較高 ， 現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有震動(dòng)的場(chǎng)合 ， 還可作溫度報(bào)警和位式控制 。 雙金屬溫度計(jì)具有體積小 、 使用方便 、 刻度清晰 、 機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn) ， 但測(cè)量誤差較大 ， 適用于指示清晰 ， 有震動(dòng)的場(chǎng)合 ， 也可作報(bào)警和位式控制 。 第 4 壓力式溫度計(jì)有充氣式 、 充液體式和充蒸汽式三種 。 可以實(shí)現(xiàn)溫度指示 、 記錄 、 調(diào)節(jié) 、 遠(yuǎn)傳和報(bào)警 ， 刻度清晰 ， 但毛細(xì)管的機(jī)械強(qiáng)度較差 ， 測(cè)量誤差較大 ， 一般用于就地集中測(cè)量或要求記錄的場(chǎng)合 。 熱敏電阻溫度計(jì)具有體積小 、 靈敏度高 、 慣性小 、 結(jié)實(shí)耐用等優(yōu)點(diǎn) ， 但是熱敏電阻的特性差異很大 ， 可用于間斷測(cè)量固體表面溫度的場(chǎng)合 。 測(cè)量微小物體和運(yùn)動(dòng)物體的溫度或測(cè)量因高溫 、 振動(dòng) 、 沖擊等原因而不能安裝測(cè)溫元件的物體的溫度 ， 應(yīng)采用光學(xué)高溫計(jì) 、 輻射感溫器等輻射型溫度計(jì) 。 第 4 輻射型溫度計(jì)測(cè)溫度必須考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件 ， 如受水蒸氣 、 煙霧 、 一氧化碳 、 二氧化碳等影響 ， 應(yīng)采取相應(yīng)措施 ， 克服干擾 。 光學(xué)高溫計(jì)具有測(cè)溫范圍廣 、 使用攜帶方便等優(yōu)點(diǎn) ， 但是只能目測(cè) ， 不能記錄或控制溫度 。 輻射感溫器具有性能穩(wěn)定 、 使用方便等優(yōu)點(diǎn) ， 與顯示儀表配套使用能連續(xù)指示記錄和控制溫度 ， 但測(cè)出的物體溫度和真實(shí)溫度相差較大 ， 使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正 。 當(dāng)與瞄準(zhǔn)管配套測(cè)量時(shí) ， 可測(cè)得真實(shí)溫度 。 第 4 壓力檢測(cè)與儀表 （ 1） 絕對(duì)壓力 。 指作用于物體表面上的全部壓力 ， 其零點(diǎn)以絕對(duì)真空為基準(zhǔn) ， 又稱總壓力或全壓力 ， 一般用大寫(xiě)字母 P表示 。 （ 2） 大氣壓力 。 指地球表面上的空氣柱重量所產(chǎn)生的壓力 ， 以 P0表示 。 （ 3） 相對(duì)壓力 。 指絕對(duì)壓力與大氣壓力之差 ， 一般用 P表示 。 當(dāng)絕對(duì)壓力大于大氣壓力時(shí) ， 稱為正壓力 ， 簡(jiǎn)稱壓力 ，又稱表壓力；當(dāng)絕對(duì)壓力小于大氣壓力時(shí) ， 稱為負(fù)壓 ， 負(fù)壓又可用真空度表示 ， 負(fù)壓的絕對(duì)值稱為真空度 。 測(cè)壓儀表指示的壓力一般都是表壓力 。 第 4 （ 4）差壓任意兩個(gè)壓力之差稱為差壓。壓力在國(guó)際單位制中的單位是牛頓／米 2（ N／ m2），通常稱為帕斯卡或簡(jiǎn)稱帕（ Pa）。由于帕的單位很小，工業(yè)上一般采用千帕（ kPa）或兆帕（ MPa）作為壓力的單位。在工程上還有一些習(xí)慣使用的壓力單位，如我國(guó)在實(shí)行法定計(jì)量單位前使用的工程大氣壓（ kgf／ cm2），它是指每平方厘米的面積上垂直作用 1千克力的壓力；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（ 760mmHg）是指0℃ 時(shí)水銀密度為 ／ cm3，在標(biāo)準(zhǔn)重力加速度／ s2下高 760mm水銀柱對(duì)底面的壓力；毫米水柱（ mrnH2O）是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下高 lmm的水柱對(duì)底面的壓力；毫米汞柱（ mmHg）指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下高 lmm的水銀柱對(duì)底面的壓力等。一些西方國(guó)家尚有使用 bar（或 mbar）和 bf／ in2等舊時(shí)壓力單位的，這些壓力單位的相互換算見(jiàn)表 47。 第 4 表 47 壓力單位的相互換算 帕 ( P a) 工程大氣壓（ K gf / cm 2 ） 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（ at m ） 毫米水柱 （ mmH 2 O） 毫米水銀柱（ m m Hg ） 毫巴（ m ba r ） 磅力 / 英寸 2 （ bf / i n 2 ） 1 1. 01 97 1 10 5 0. 98 69 2 10 5 0. 10 19 71 0. 75 00 10 2 1 10 2 1. 45 04 4 10 4 第 4 2. 壓力儀表的分類 由于在各個(gè)領(lǐng)域中都廣泛地應(yīng)用著不同的壓力測(cè)量?jī)x表 ， 所以致使壓力表的種類繁多 ， 對(duì)壓力表的分類也常采用不同的方法 。 如表 4－ 8 所示 。 為了測(cè)量方便 ， 根據(jù)所測(cè)壓力高低不同 ， 習(xí)慣上把壓力劃分成不同的區(qū)間 。 在各個(gè)區(qū)間內(nèi) ， 壓力的發(fā)生和測(cè)量都有很大差別 ， 壓力范圍的劃分對(duì)儀表分類也很有影響 。 下面首先介紹常用的壓力范圍的劃分方法 。 第 4 表 48 壓力儀表的分類 類別 壓力表型式 測(cè)壓范圍/ kP a 精度等級(jí) 輸出信號(hào) 性能特點(diǎn) U 形管 10~ 10 ， 水柱高度 實(shí)驗(yàn)室低，微壓測(cè)量 補(bǔ)償式 ~ ， 旋轉(zhuǎn)刻度 用作微壓基準(zhǔn)儀器 液柱式壓力計(jì) 自動(dòng)液柱式 102~ 102 ， 自動(dòng)計(jì)數(shù) 用光、電信號(hào)自動(dòng)跟蹤液面，用作壓力基準(zhǔn)儀器 彈簧管 102~ 106 ~ 就地測(cè)量或校驗(yàn) 膜片 102~ 102 ~ 用于腐蝕性、高粘度介質(zhì)測(cè)量 膜盒 102~ 102 ~ 微壓測(cè)量與控制 彈性式壓力表 波紋管 0~ 102 ， 位移，轉(zhuǎn)角或力 生產(chǎn)過(guò)程低壓測(cè)控 活塞式 0~ 106 ~ 負(fù)荷式壓力計(jì) 浮球式 0~ 104 ， 砝碼負(fù)荷 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)實(shí)，精度極高，用作壓力基準(zhǔn)器。 電阻式 102~ 104 ， 電壓，電流 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐震動(dòng)性差 電感式 0~ 105 ~ 毫伏，毫安 環(huán)境要求低，信號(hào)處理靈活 電容式 0~ 104 ~ 伏，毫安 響應(yīng)速度 極快，限于動(dòng)態(tài)測(cè)量 壓阻式 0~ 105 ~ 毫伏，毫安 性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 壓電式 0~ 104 ~ 伏 響應(yīng)速度極快，限于動(dòng)態(tài)測(cè)量 應(yīng)變式 102~ 104 ~ 毫伏 沖擊，溫濕度影響小，電路復(fù)雜 振頻式 0~ 104 ~ 頻率 性能穩(wěn)定，精度高 電氣式壓力表 （壓力傳感式） 霍爾式 0~ 104 ~ 毫伏 靈敏度高，易受外界干擾 第 4 1 （ 1）微壓壓力在 0～ （ 2）低壓壓力在 ～ 10MPa （ 3）高壓壓力在 10～ 600MPa （ 4）超高壓壓力高于 600MPa； 第 4 （ 5）真空（以絕對(duì)壓力表示）： ① 粗真空： 103～ 105Pa； ② 低真空： ～ 103Pa； ③ 高真空： 106～ ； ④ 超高真空： 1010～ 106 Pa； ⑤ 極高真空： 1010Pa。 第 4 2） （ 1） 按敏感元件和轉(zhuǎn)換原理的特性不同分類 。 ① 液柱式壓力計(jì) 。 根據(jù)液體靜力學(xué)原理 ， 把被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為液柱的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量 。 如 U形管壓力計(jì) 、 單管壓 ② 彈性式壓力計(jì) 。 根據(jù)彈性元件受力變形的原理 ， 把被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為位移來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量 。 如彈簧管壓力計(jì) 、 膜片 ③負(fù)荷式壓力計(jì)?；陟o力平衡原理測(cè)量。如活塞式壓力計(jì)、浮球式壓力計(jì)等； 第 4 ④ 電測(cè)式壓力儀表 。 利用敏感元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為各種電量 ， 根據(jù)電量的大小間接進(jìn)行檢測(cè) 。 電阻 、 電感 、 感應(yīng)式壓力計(jì)是把彈性元件的變形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電阻 、 電感或者感應(yīng)電勢(shì)的變化 ， 再通過(guò)對(duì)電阻 、 電感或電勢(shì)的測(cè)量來(lái)測(cè)量壓力；霍爾式壓力計(jì)是彈性元件的變形經(jīng)霍爾元件的變換 ， 變成霍爾電勢(shì)輸出 ， 再根據(jù)電勢(shì)大小測(cè)量壓力；應(yīng)變式壓力計(jì)是應(yīng)用應(yīng)變片 （ 絲 ） 直接測(cè)量彈性元件的應(yīng)變來(lái)測(cè)量壓力；電容式壓力計(jì)是把彈性膜片作為測(cè)量電容的一個(gè)極 ， 當(dāng)壓力變化時(shí)使極向電容發(fā)生變化 ， 根據(jù)電容變化測(cè)量壓力；振弦式壓力計(jì)是用測(cè)量彈性元件位移的方法通過(guò)測(cè)量一端固定在膜片 （ 彈性元件 ） 中心的鋼弦頻率 ，從而測(cè)量出壓力；壓電式壓力計(jì)是利用壓電晶體的壓電效應(yīng)測(cè)量壓力 。 第 4 U形管壓力計(jì)可以測(cè)量表壓 、 真空以及壓力差 ， 其測(cè)量上限可達(dá) 1500mm液柱高度 。 U形管壓力計(jì)的示意圖如圖 421所示 ， 它由 U形玻璃管 、 刻度盤(pán)和固定板三部分組成 。 根據(jù)液體靜力平衡原理可知 ， 在 U形管的右端接入待測(cè)壓力 ， 作用在其液面上的力為左邊一段高度為 ｈ 的液柱 ， 和大氣壓力P0作用在液面上的力所平衡 ， 即 P絕 Ａ ＝（ hρg＋ P0） Ａ （ 431） 第 4 如將上式左右部分的Ａ消去，得 gg0??表絕 PPPh ???或 P表 ＝ hρg （ 432） 式中 :Ａ為 U形管截面積； ρ為 U形管內(nèi)所充入的工作液體密度；P絕 、 P0分別為絕對(duì)壓力和大氣壓力； P表 為被測(cè)壓力的表壓力 ， P=P絕 P0； h為左右兩邊液面高度差 。 第 4 圖 421 U形管壓力計(jì) 第 4 U形管壓力計(jì)在讀數(shù)時(shí) ， 需讀取兩邊液位高度 ， 將其相減 ， 使用起來(lái)比較麻煩 。 為了能夠直接從一邊讀出壓力值 ，人們將 U形壓力計(jì)改成單管壓力計(jì)形式 ， 其結(jié)構(gòu)如圖 422所示 。 即把 U形管壓力計(jì)的一個(gè)管改換成杯形容器 ， 就成為單管壓力計(jì) 。 杯內(nèi)充有水銀或水 ， 當(dāng)杯內(nèi)通入待測(cè)壓力時(shí) ， 杯內(nèi)液柱下降的體積與玻璃管內(nèi)液柱上升的體積是相等的 。 這樣 ， 就可以用杯形容器液面作為零點(diǎn) ， 液柱差可直接從玻璃管刻度上讀出 。 第 4 圖 422單管壓力計(jì) 第 4 由于左邊杯的內(nèi)徑 Ｄ 遠(yuǎn)大于右邊管子的內(nèi)徑 ｄ ，當(dāng)壓力 P絕 加于杯上，杯內(nèi)液面由 0— 0截面下降到 2— 2截面處，其高度為 h2，玻璃管內(nèi)液柱由 0— 0截面上升到 1— 1截面處，其高度為 h1，而杯內(nèi)減少的工作液的體積等于玻璃管內(nèi)增加的工作液的體積，即 122244 hπdhπD ??? （ 433） 或 122 hDdh ???????? （ 434） 因?yàn)? 21 hhh ??（ 4－ 35） 第 4 故 121 h)Dd(hh ??? （ 436） 由于 Dd,所以 2??????Dd項(xiàng)可以忽略 1hh ?（ 437） 被測(cè)壓力 P表 可寫(xiě)成 P表 ＝ ρgh1 （ 438） 單管壓力計(jì)的 “ 零 ” 位刻度在刻度標(biāo)尺的下端 ， 也可以在上端 。 液柱高度只需一次讀數(shù) 。 使用前需調(diào)好零點(diǎn) ， 使用時(shí)要檢查是否垂直安裝 。 單管壓力計(jì)的玻璃管直徑 ， 一般選用 3～ 5mm。 第 4 一般當(dāng)測(cè)量的壓力較低 ， 并要求有較高的測(cè)量精確度時(shí) ，不應(yīng)采用Ｕ形或單管壓力計(jì) 。 這時(shí) ， 通常改用斜管壓力計(jì) 。 斜管壓力計(jì)就是將單管壓力計(jì)的玻璃管傾斜放置 ， 如圖423所示 。 由于 h1讀數(shù)標(biāo)尺連同單管一起被傾斜放置 ， 使刻度標(biāo)尺的分度間距離得以放大 ， 這樣就可以測(cè)量到 1/10mm水柱的 微壓 ， 所以有時(shí)又把斜管壓力計(jì)叫做微壓力計(jì) 。 第 4 圖 423傾斜管壓力計(jì) 第 4 斜管壓力計(jì)有傾斜角固定的和變動(dòng)的兩種 。 使用時(shí)注入容器內(nèi)的液體密度一定要和刻度時(shí)所用的液體密度一致 ，否則要加以校正 。 為了使用方便 ， 通常把標(biāo)尺直接制成毫米水柱的刻度 。 傾斜管壓力計(jì)的 “ 零 ” 位刻度在刻度標(biāo)尺的下端 。 傾斜管角度是可以根據(jù)生產(chǎn)需要改變的 ， 固定的斜管壓力計(jì)的液面變化范圍比單管壓力計(jì)放大 倍 。 使用前需放置水平調(diào)好零位 。 更換工作液時(shí) ， 其密度與原刻度標(biāo)尺時(shí)的密度要一致 。 ?sin1第 4 若將被測(cè)壓力 P通入容器 ， 則玻璃管中液面的位置將移動(dòng)為 l。 如忽視容器中波面的降低 ， 則測(cè)得的壓力可用下式表示 αlh s ing1 ??（ 439） 式中： l為液體自標(biāo)尺零位向上