【正文】 道式和雙通道式 。 圖 419是雙通道式光電比色高溫計的結(jié)構(gòu)原理圖 。 第 4 圖 419 雙通道式光電比色高溫計的結(jié)構(gòu)原理圖 第 4 3） 全輻射溫度計的工作原理如圖 420所示 。 與前面幾種輻射溫度計相比 ， 它是把被測體的所有波長的能量全部接收下來 ， 而不需要變?yōu)閱紊?。 因此 ， 全輻射式溫度計要求光敏元件對整個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 。 熱釋電器件近年來應(yīng)用較多 。 它的響應(yīng)速度快 ， 并且有很寬的動態(tài)范圍 ， 對光譜輻射的響應(yīng)幾乎與波長無關(guān) ， 直到遠(yuǎn)紅外波段靈敏度都相當(dāng)均勻 。 第 4 圖 420 全輻射溫度計的工作原理 第 4 溫度檢測儀表的選用 溫度檢測儀表的選用應(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)場直接測量的儀表可按工藝要求選用 。 玻璃液體溫度計具有結(jié)構(gòu)簡單 、 使用方便 、 測量準(zhǔn)確 、價格便宜等優(yōu)點 ， 但強(qiáng)度差 、 容易損壞 ， 通常用于指示精度較高 ， 現(xiàn)場沒有震動的場合 ， 還可作溫度報警和位式控制 。 雙金屬溫度計具有體積小 、 使用方便 、 刻度清晰 、 機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點 ， 但測量誤差較大 ， 適用于指示清晰 ， 有震動的場合 ， 也可作報警和位式控制 。 第 4 壓力式溫度計有充氣式 、 充液體式和充蒸汽式三種 。 可以實現(xiàn)溫度指示 、 記錄 、 調(diào)節(jié) 、 遠(yuǎn)傳和報警 ， 刻度清晰 ， 但毛細(xì)管的機(jī)械強(qiáng)度較差 ， 測量誤差較大 ， 一般用于就地集中測量或要求記錄的場合 。 熱敏電阻溫度計具有體積小 、 靈敏度高 、 慣性小 、 結(jié)實耐用等優(yōu)點 ， 但是熱敏電阻的特性差異很大 ， 可用于間斷測量固體表面溫度的場合 。 測量微小物體和運動物體的溫度或測量因高溫 、 振動 、 沖擊等原因而不能安裝測溫元件的物體的溫度 ， 應(yīng)采用光學(xué)高溫計 、 輻射感溫器等輻射型溫度計 。 第 4 輻射型溫度計測溫度必須考慮現(xiàn)場環(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)高溫計具有測溫范圍廣 、 使用攜帶方便等優(yōu)點 ， 但是只能目測 ， 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 ， 與顯示儀表配套使用能連續(xù)指示記錄和控制溫度 ， 但測出的物體溫度和真實溫度相差較大 ， 使用時應(yīng)進(jìn)行修正 。 當(dāng)與瞄準(zhǔn)管配套測量時 ， 可測得真實溫度 。 第 4 壓力檢測與儀表 （ 1） 絕對壓力 。 指作用于物體表面上的全部壓力 ， 其零點以絕對真空為基準(zhǔn) ， 又稱總壓力或全壓力 ， 一般用大寫字母 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） 相對壓力 。 指絕對壓力與大氣壓力之差 ， 一般用 P表示 。 當(dāng)絕對壓力大于大氣壓力時 ， 稱為正壓力 ， 簡稱壓力 ，又稱表壓力；當(dāng)絕對壓力小于大氣壓力時 ， 稱為負(fù)壓 ， 負(fù)壓又可用真空度表示 ， 負(fù)壓的絕對值稱為真空度 。 測壓儀表指示的壓力一般都是表壓力 。 第 4 （ 4）差壓任意兩個壓力之差稱為差壓。壓力在國際單位制中的單位是牛頓／米 2（ N／ m2），通常稱為帕斯卡或簡稱帕（ 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，如我國在實行法定計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℃ 時水銀密度為 ／ cm3，在標(biāo)準(zhǔn)重力加速度／ s2下高 760mm水銀柱對底面的壓力；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的水銀柱對底面的壓力等。一些西方國家尚有使用 bar（或 mbar）和 bf／ in2等舊時壓力單位的，這些壓力單位的相互換算見表 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 由于在各個領(lǐng)域中都廣泛地應(yīng)用著不同的壓力測量儀表 ， 所以致使壓力表的種類繁多 ， 對壓力表的分類也常采用不同的方法 。 如表 4－ 8 所示 。 為了測量方便 ， 根據(jù)所測壓力高低不同 ， 習(xí)慣上把壓力劃分成不同的區(qū)間 。 在各個區(qū)間內(nèi) ， 壓力的發(fā)生和測量都有很大差別 ， 壓力范圍的劃分對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 測壓范圍/ kP a 精度等級 輸出信號 性能特點 U 形管 10~ 10 ， 水柱高度 實驗室低，微壓測量 補(bǔ)償式 ~ ， 旋轉(zhuǎn)刻度 用作微壓基準(zhǔn)儀器 液柱式壓力計 自動液柱式 102~ 102 ， 自動計數(shù) 用光、電信號自動跟蹤液面，用作壓力基準(zhǔn)儀器 彈簧管 102~ 106 ~ 就地測量或校驗 膜片 102~ 102 ~ 用于腐蝕性、高粘度介質(zhì)測量 膜盒 102~ 102 ~ 微壓測量與控制 彈性式壓力表 波紋管 0~ 102 ， 位移，轉(zhuǎn)角或力 生產(chǎn)過程低壓測控 活塞式 0~ 106 ~ 負(fù)荷式壓力計 浮球式 0~ 104 ， 砝碼負(fù)荷 結(jié)構(gòu)簡單，堅實，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)簡單，耐震動性差 電感式 0~ 105 ~ 毫伏，毫安 環(huán)境要求低，信號處理靈活 電容式 0~ 104 ~ 伏，毫安 響應(yīng)速度 極快，限于動態(tài)測量 壓阻式 0~ 105 ~ 毫伏，毫安 性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡單 壓電式 0~ 104 ~ 伏 響應(yīng)速度極快，限于動態(tài)測量 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 。 根據(jù)液體靜力學(xué)原理 ， 把被測壓力轉(zhuǎn)換為液柱的高度來實現(xiàn)測量 。 如 U形管壓力計 、 單管壓 ② 彈性式壓力計 。 根據(jù)彈性元件受力變形的原理 ， 把被測壓力轉(zhuǎn)換為位移來實現(xiàn)測量 。 如彈簧管壓力計 、 膜片 ③負(fù)荷式壓力計?；陟o力平衡原理測量。如活塞式壓力計、浮球式壓力計等； 第 4 ④ 電測式壓力儀表 。 利用敏感元件將被測壓力轉(zhuǎn)換為各種電量 ， 根據(jù)電量的大小間接進(jìn)行檢測 。 電阻 、 電感 、 感應(yīng)式壓力計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)電勢的變化 ， 再通過對電阻 、 電感或電勢的測量來測量壓力；霍爾式壓力計是彈性元件的變形經(jīng)霍爾元件的變換 ， 變成霍爾電勢輸出 ， 再根據(jù)電勢大小測量壓力；應(yīng)變式壓力計是應(yīng)用應(yīng)變片 （ 絲 ） 直接測量彈性元件的應(yīng)變來測量壓力；電容式壓力計是把彈性膜片作為測量電容的一個極 ， 當(dāng)壓力變化時使極向電容發(fā)生變化 ， 根據(jù)電容變化測量壓力；振弦式壓力計是用測量彈性元件位移的方法通過測量一端固定在膜片 （ 彈性元件 ） 中心的鋼弦頻率 ，從而測量出壓力；壓電式壓力計是利用壓電晶體的壓電效應(yīng)測量壓力 。 第 4 U形管壓力計可以測量表壓 、 真空以及壓力差 ， 其測量上限可達(dá) 1500mm液柱高度 。 U形管壓力計的示意圖如圖 421所示 ， 它由 U形玻璃管 、 刻度盤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分別為絕對壓力和大氣壓力； P表 為被測壓力的表壓力 ， 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 第 4 U形管壓力計在讀數(shù)時 ， 需讀取兩邊液位高度 ， 將其相減 ， 使用起來比較麻煩 。 為了能夠直接從一邊讀出壓力值 ，人們將 U形壓力計改成單管壓力計形式 ， 其結(jié)構(gòu)如圖 422所示 。 即把 U形管壓力計的一個管改換成杯形容器 ， 就成為單管壓力計 。 杯內(nèi)充有水銀或水 ， 當(dāng)杯內(nèi)通入待測壓力時 ， 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 ， 液柱差可直接從玻璃管刻度上讀出 。 第 4 圖 422單管壓力計 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） 因為 21 hhh ??（ 4－ 35） 第 4 故 121 h)Dd(hh ??? （ 436） 由于 Dd,所以 2??????Dd項可以忽略 1hh ?（ 437） 被測壓力 P表 可寫成 P表 ＝ ρgh1 （ 438） 單管壓力計的 “ 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 ， 使用時要檢查是否垂直安裝 。 單管壓力計的玻璃管直徑 ， 一般選用 3～ 5mm。 第 4 一般當(dāng)測量的壓力較低 ， 并要求有較高的測量精確度時 ，不應(yīng)采用Ｕ形或單管壓力計 。 這時 ， 通常改用斜管壓力計 。 斜管壓力計就是將單管壓力計的玻璃管傾斜放置 ， 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 ， 這樣就可以測量到 1/10mm水柱的 微壓 ， 所以有時又把斜管壓力計叫做微壓力計 。 第 4 圖 423傾斜管壓力計 第 4 斜管壓力計有傾斜角固定的和變動的兩種 。 使用時注入容器內(nèi)的液體密度一定要和刻度時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 ， 固定的斜管壓力計的液面變化范圍比單管壓力計放大 倍 。 使用前需放置水平調(diào)好零位 。 更換工作液時 ， 其密度與原刻度標(biāo)尺時的密度要一致 。 ?sin1第 4 若將被測壓力 P通入容器 ， 則玻璃管中液面的位置將移動為 l。 如忽視容器中波面的降低 ， 則測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