Đo áp suất

Nhiều kỹ thuật đã được phát triển cho các phép đo áp suất và chân không. Dụng cụ được sử dụng để đo áp suất được gọi là đồng hồ đo áp suất hoặc đồng hồ đo chân không hoặc áp kế.

Một "'áp kế"' cũng có thể được đề cập đến một dụng cụ đo áp suất, thường được giới hạn để đo áp suất gần đến khí quyển. Thuật ngữ "áp kế" thường được sử dụng để chỉ cụ thể để các dụng cụ cột chất lỏng thủy tĩnh.

Đo chân không được sử dụng để đo lường áp suất trong chân không mà được chia thành hai tiểu thể loại, chân không cao và thấp (và đôi khi chân không cực cao). Phạm vi áp suất áp dụng của một số kỹ thuật được dùng để đo chân không có sự chồng chéo lên nhau. Do đó, bằng cách kết hợp nhiều loại khác nhau của đánh giá, nó có thể để đo áp suất hệ thống liên tục từ 10 mbar xuống đến 10 mbar.

== Áp suất tuyệt đối, áp suất tương đối và chênh lệch áp suất - tham chiếu không ==
Mặc dù áp suất không có một số lượng tuyệt đối, các phép đo áp suất hàng ngày, chẳng hạn như đối với áp suất lốp, thường liên quan đến áp lực không khí xung quanh. Trong các trường hợp khác đo được thực hiện tương đối so với một máy hút bụi hoặc một số tài liệu tham khảo khác. Khi phân biệt giữa các tài liệu tham khảo không, các từ ngữ dưới đây được sử dụng:
Áp suất tuyệt đối là số không tham khảo đối với một chân không hoàn hảo, vì vậy nó là bằng nhau để đánh giá áp suất cộng với áp suất khí quyển.
Áp suất tương đối là số không tham chiếu chống lại áp suất không khí môi trường xung quanh, do đó, nó bằng áp suất tuyệt đối trừ áp suất khí quyển. Dấu hiệu tiêu cực thường bị bỏ qua.
Chênh lệch áp suất là sự khác biệt trong áp suất giữa hai điểm.

Các tài liệu tham khảo không được sử dụng thường được ngụ ý bởi bối cảnh, và những từ này được thêm vào chỉ khi làm rõ là cần thiết. áp suất lốp và huyết áp được đánh giá áp suất theo quy ước, trong khi áp suất khí quyển, áp lực chân không sâu, và áp suất độ cao phải được tuyệt đối. Các chênh lệch áp suất thường được sử dụng trong các hệ thống quá trình công nghiệp. Đồng hồ đo chênh lệch áp suất có hai cổng đầu vào, kết nối với một trong những khối lượng có áp suất là để được theo dõi. Trong thực tế, như đánh giá thực hiện các hoạt động toán học của phép trừ thông qua các phương tiện cơ khí, sự cần thiết của một nhà điều hành hoặc hệ thống kiểm soát để xem hai đồng hồ đo riêng biệt và xác định sự khác biệt trong bài đọc. Áp suất chân không trung bình thường không rõ ràng, vì chúng có thể đại diện cho áp suất tuyệt đối hoặc áp suất tương đối mà không có một dấu âm. Vì vậy, một chân không của 26 đánh giá inHg là tương đương với một áp suất tuyệt đối của 30 inHg (điển hình áp suất khí quyển) - 26 inHg = 4 inHg.

Áp suất khí quyển thường khoảng 100 kPa ở mực nước biển, nhưng có thể thay đổi độ cao và thời tiết. Nếu áp suất tuyệt đối của một chất lỏng vẫn không đổi, áp suất tương đối của cùng một chất lỏng sẽ thay đổi như thay đổi áp suất khí quyển. Ví dụ, khi một chiếc xe hơi ổ đĩa lên một ngọn núi (làm giảm áp lực không khí trong khí quyển), áp suất lốp (đánh giá) tăng lên. Một số tiêu chuẩn điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn giá trị của áp suất khí quyển như 101,325 kPa hay 100 kPa đã được xác định, và một số dụng cụ sử dụng một trong các giá trị tiêu chuẩn như một tham chiếu không liên tục thay vì áp suất thực tế thay đổi không khí xung quanh. Điều này làm suy yếu tính chính xác của các công cụ này, đặc biệt là khi được sử dụng ở độ cao lớn.

Sử dụng khí quyển như tham chiếu thường được biểu thị bằng một (g) sau khi đơn vị áp suất ví dụ 30 psi g, có nghĩa là áp lực đo được áp suất tổng trừ đi áp suất khí quyển. Có hai loại áp lực tham khảo đánh giá: đánh giá thông hơi (VG) và đánh giá niêm phong (sg).

Một đánh giá thông hơi áp suất ví dụ như cho phép áp suất không khí bên ngoài để được tiếp xúc với mặt tiêu cực của màng cảm biến áp lực, thông qua cáp hoặc lỗ thông hơi ở phía bên của thiết bị, do đó nó luôn luôn biện pháp áp lực gọi đến môi trường xung quanh áp suất khí quyển. Như vậy, một tài liệu tham khảo đánh giá thông hơi cảm biến áp lực nên luôn luôn đọc áp lực không khi quá trình áp lực kết nối được tổ chức mở cửa cho không khí.

Niêm phong tài liệu tham khảo đánh giá là rất tương tự ngoại trừ áp suất không khí được bịt kín trên mặt tiêu cực của cơ hoành. Điều này thường được thông qua trên phạm vi áp suất cao như thủy lực thay đổi áp suất khí quyển sẽ có tác động không đáng kể về tính chính xác của đọc, do đó, trút là không cần thiết. Điều này cũng cho phép một số nhà sản xuất để cung cấp ngăn chặn áp lực thứ cấp như là một biện pháp phòng ngừa thêm cho an toàn thiết bị áp lực nếu áp lực bùng nổ chính áp lực cảm biến hoành vượt qua.

Có một cách khác để tạo ra một tài liệu tham khảo đánh giá niêm phong và điều này là con dấu cao chân trên mặt trái của cơ hoành cảm biến. Sau đó, tín hiệu đầu ra được bù đắp do đó, các cảm biến áp suất đọc gần như bằng không khi đo áp suất khí quyển.

Một tài liệu tham khảo đánh giá niêm phong áp lực đầu dò sẽ không bao giờ đọc chính xác không bởi vì áp suất khí quyển là luôn luôn thay đổi và các tài liệu tham khảo trong trường hợp này là cố định tại 1 quán bar.

Một áp suất tuyệt đối đo lường được gọi tới tuyệt đối chân không. Ví dụ tốt nhất của một tham chiếu tuyệt đối áp lực là áp lực không khí hoặc khí áp.

Để tạo ra một tuyệt đối áp lực cảm biến nhà sản xuất sẽ có con dấu chân không cao phía sau màng cảm biến. Nếu quá trình kết nối áp lực của một máy phát áp suất tuyệt đối với không khí, nó sẽ đọc thực tế áp lực khí quyển.

== Các đơn vị ==
SI đơn vị áp suất pascal (Pa), bằng một newton mỗi mét vuông (N·m hoặc kg·m ·s ). Tên này đặc biệt cho các đơn vị đã được bổ sung vào năm 1971, trước đó, áp lực trong SI được thể hiện trong các đơn vị như N/m². Khi chỉ định, các tài liệu tham khảo không được ghi trong ngoặc đơn vị, ví dụ 101 kPa (abs). pound mỗi inch vuông (psi) vẫn còn trong sử dụng rộng rãi ở Mỹ và Canada, đặc biệt là đối với xe ô tô. Chữ A thường được gắn cho đơn vị psi để chỉ ra tham chiếu không của đo lường; psia tuyệt đối, psig tương đối, psid chênh áp, mặc dù thực tế điều này không được khuyến khích bởi NIST 

Bởi vì áp suất thường được đo bằng khả năng của mình để thay một cột chất lỏng trong một áp kế, áp suất thường được biểu diễn như là độ sâu của một chất lỏng đặc biệt (ví dụ như inches nước). Các lựa chọn phổ biến nhất là thủy ngân (Hg) và nước; nước là không độc và có sẵn, trong khi Mercury mật độ cho phép cho một cột ngắn hơn (và do đó, một áp kế nhỏ hơn) để đo lường một được áp lực.

Mật độ chất lỏng và lực hấp dẫn địa phương có thể khác nhau từ một đọc khác tùy thuộc vào các yếu tố địa phương, do đó, chiều cao của cột chất lỏng không định nghĩa áp lực một cách chính xác. Khi 'milimét thủy ngân' hoặc 'in-sơ thủy ngân được trích dẫn ngày hôm nay, các đơn vị này không dựa trên một cột vật chất của thủy ngân, thay vào đó, họ đã có được định nghĩa chính xác có thể được thể hiện trong các điều khoản của các đơn vị SI. Các đơn vị nước thường giả định một trong các định nghĩa cũ của kg là trọng lượng của một lít nước .

Mặc dù không còn được ưa chuộng bởi các chuyên gia đo lường, những "đơn vị manometric vẫn còn gặp phải trong nhiều lĩnh vực. [cm nước cm nước vẫn còn phổ biến. Khí tự nhiên áp lực đường ống được đo bằng inch của nước, thể hiện như "WC" ("Nước Cột ') thợ lặn Scuba thường sử dụng một manometric quy tắc của ngón tay cái:. áp lực tác dụng bởi mười mét chiều sâu của nước là khoảng bằng một bầu không khí Trong các hệ thống chân không, các đơn vị torr, micromet thủy ngân (micron), và inch thủy ngân (inHg) được sử dụng phổ biến nhất. Torr và micron thường chỉ ra một áp lực tuyệt đối, trong khi inHg thường chỉ ra một áp kế.

Áp suất khí quyển thường được tuyên bố bằng cách sử dụng kilopascal (kPa), hoặc bầu khí quyển (atm), ngoại trừ ở khí tượng Mỹ hectopascal (hPa) và millibar (mbar) được ưa thích. Trong kỹ thuật của Mỹ và Canada, sức căng thường được đo lường bằng kíp. Lưu ý rằng sức căng không phải là một áp lực thực sự vì nó không phải là đại lượng vô hướng. Trong hệ thống cgs các đơn vị áp lực barye (ba), bằng 1 dyn·cm . hệ thống mst, các đơn vị áp lực pieze, bằng 1 sthene cho mỗi mét vuông.

Nhiều đơn vị khác lai được sử dụng chẳng hạn như mmHg/cm² hoặc grams-force/cm² (đôi khi kg/cm² và g/mol2 mà không cần xác định các đơn vị lực lượng). Sử dụng các tên kg, gram, kg lực, hoặc gram-lực (hoặc biểu tượng của họ) như một đơn vị của lực lượng cấm trong SI, đơn vị của lực lượng trong SI là niutơn (N).

== Áp suất tĩnh và động ==
Áp suất tĩnh thống nhất trong tất cả các hướng, vì vậy phép đo áp lực độc lập chỉ đạo trong một chất lỏng bất động sản (tĩnh). Dòng chảy, tuy nhiên, áp dụng thêm áp lực trên các bề mặt vuông góc với hướng dòng chảy, trong khi có ít tác động trên bề mặt song song với hướng dòng chảy. Thành phần này hướng áp lực trong một chất lỏng chuyển động (dynamic) được gọi là áp suất động. Một công cụ phải đối mặt với hướng dòng chảy các biện pháp tổng hợp của áp lực tĩnh và năng động, đo lường này được gọi là áp suất tổng trì trệ áp lực. Kể từ khi áp suất động được tham chiếu đến áp suất tĩnh, nó không phải là đánh giá cũng không tuyệt đối, đó là một chênh lệch áp suất.

Trong khi đo áp suất tĩnh là quan trọng hàng đầu để xác định tải ròng trên bức tường ống, áp suất động, được sử dụng để đo tốc độ dòng chảy và tốc độ bay. Áp suất động có thể được đo bằng cách dùng áp lực khác biệt giữa công cụ song song và vuông góc với dòng chảy. ống Pi-tô tĩnh, ví dụ như thực hiện phép đo này trên máy bay để xác định tốc độ bay. Sự hiện diện của các thiết bị đo chắc chắn hoạt động để chuyển hướng dòng chảy và tạo ra sự hỗn loạn, vì vậy hình dạng của nó là rất quan trọng đến độ chính xác và những đường cong hiệu chuẩn thường phi tuyến tính.

=== Ứng dụng ===
- Đo độ cao
- Phong vũ biểu
- Cảm biến MAP
- Ống Pi-tô
- Máy đo huyết áp

== Các dụng cụ==
Nhiều dụng cụ đã được phát minh để đo áp suất, có lợi thế và nhược điểm khác nhau. Áp lực, phản ứng nhạy cảm, năng động và chi phí tất cả đều thay đổi tùy theo một số đơn đặt hàng của cường độ từ một thiết kế cụ tiếp theo. Các loại lâu đời nhất là cột chất lỏng (một ống thẳng đứng chứa đầy thủy ngân) áp kế phát minh bởi Evangelista Torricelli năm 1643.
Ống chữ U được phát minh bởi Christian Huygens năm 1661.

=== Thủy tĩnh ===
Các đồng hồ đo thủy tĩnh (chẳng hạn như áp kế cột thủy ngân) so sánh áp lực thủy tĩnh trên một đơn vị diện tích tại cơ sở của một cột của chất lỏng. Thủy tĩnh đo đánh giá độc lập của các loại khí được đo, và có thể được thiết kế để có một hiệu chuẩn rất tuyến tính. Họ có phản ứng kém năng động.

==== Piston ====
Piston loại cân đồng hồ đo áp lực của một chất lỏng với một mùa xuân (ví dụ như đo áp suất lốp độ chính xác tương đối thấp) hoặc trọng lượng chất rắn, trong trường hợp này nó được biết đến như một trọng tải thử có thể được sử dụng để hiệu chỉnh đồng hồ đo khác.

==== Cột lỏng ====
Đồng hồ đo cột chất lỏng bao gồm một cột dọc của chất lỏng trong ống có kết thúc được tiếp xúc với các áp lực khác nhau. Cột này sẽ tăng hay giảm cho đến khi trọng lượng của nó là ở trạng thái cân bằng với sự khác biệt giữa áp suất giữa hai đầu ống. Một phiên bản rất đơn giản là một ống hình chữ U-nửa đầy đủ chất lỏng, một bên là kết nối với các khu vực quan tâm trong khi tham khảo áp lực (có thể áp suất khí quyển hoặc một chân không) được áp dụng khác. Sự khác biệt về mức chất lỏng đại diện cho áp lực áp dụng. Áp lực tác dụng bởi một cột chất lỏng của chiều cao "h" và mật độ "ρ" được cho bởi phương trình áp lực thủy tĩnh, "P" = "hgρ". Do đó, chênh lệch áp suất giữa áp lực áp dụng "P " và áp lực tham khảo "P" trong một áp kế ống chữ U có thể được tìm thấy bằng cách giải quyết . Nói cách khác, áp lực trên hai đầu của chất lỏng (thể hiện trong màu xanh trong hình bên phải) phải được cân đối (kể từ khi chất lỏng tĩnh) và như vậy . Nếu chất lỏng được đo là đặc đáng kể, sửa chữa thủy tĩnh có thể có được thực hiện cho chiều cao giữa các bề mặt di chuyển của chất lỏng áp kế làm việc và vị trí đo áp suất là mong muốn trừ khi đo sự khác biệt giữa áp lực của chất lỏng (ví dụ như qua một lỗ tấm hoặc venturi), trong trường hợp mật độ ρ nên được sửa chữa bằng cách trừ đi các mật độ của chất lỏng được đo 

Mặc dù bất kỳ chất lỏng có thể được sử dụng, thủy ngân được ưa thích cho mật độ cao (13,534 g/cm ) và áp suất hơi thấp. Đối với khoản chênh lệch áp suất thấp cao hơn áp suất hơi nước, nước thường được sử dụng (và "inch nước" là một đơn vị áp suất thông thường). Cột đồng hồ đo áp lực chất lỏng độc lập của các loại khí được đo và có một hiệu chuẩn cao tuyến tính. Họ có phản ứng năng động nghèo. Khi đo chân không, các chất lỏng làm việc có thể bay hơi và gây ô nhiễm môi trường chân của nó áp suất hơi là quá cao. Khi đo áp lực chất lỏng, một vòng lặp chứa đầy khí hoặc chất lỏng ánh sáng có thể cô lập các chất lỏng để ngăn chặn chúng từ pha trộn, nhưng điều này có thể không cần thiết, ví dụ như khi thủy ngân được sử dụng như chất lỏng áp kế để đo áp lực khác biệt của một chất lỏng như nước. Đồng hồ đo thủy tĩnh đơn giản có thể đo áp lực khác nhau, từ một vài Torr (một vài 100 Pa) đến một vài bầu khí quyển. (Khoảng 1.000.000 Pa)

Một chi duy nhất-áp kế cột chất lỏng có một hồ chứa lớn hơn thay vì một bên của ống-U và có quy mô bên cạnh cột hẹp hơn. Các cột có thể có khuynh hướng khuếch đại hơn nữa phong trào chất lỏng. Dựa trên việc sử dụng và cơ cấu loại hình sau đây áp kế được sử dụng 
1. Áp kế đơn giản
2. Vi áp kế
3. Sai áp kế
4. Inverted áp kế khác biệt

==== McLeod đánh giá ====
McLeod đánh giá phân lập một mẫu khí và nén nó trong một áp kế thủy ngân được sửa đổi cho đến khi áp lực là một vài mmHg. Khí phải được cư xử tốt trong quá trình nén của nó (nó không phải ngưng tụ, ví dụ). Kỹ thuật này là chậm và không phù hợp để giám sát liên tục, nhưng có khả năng độ chính xác cao.

Tương tự như vậy, đồng hồ đo-cathode lạnh có thể được miễn cưỡng để bắt đầu ở áp suất rất thấp, trong đó sự vắng mặt gần như của một chất khí làm cho nó khó khăn để thiết lập một điện cực hiện tại - đặc biệt là trong đồng hồ đo Penning, sử dụng một lĩnh vực từ trục đối xứng để tạo ra con đường độ dài cho các ion có thứ tự của mét. Trong không khí xung quanh, phù hợp ion-cặp ubiquitously được hình thành bởi bức xạ vũ trụ, trong một đánh giá Penning, các tính năng thiết kế được sử dụng để dễ dàng thiết lập một con đường xả. Ví dụ, các điện cực của một đánh giá Penning là tinh giảm dần để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát thải lĩnh vực điện tử.

Chu kỳ bảo trì của đồng hồ đo cathode lạnh, nói chung, tính bằng năm, tùy thuộc vào loại khí và áp lực mà họ đang hoạt động. Sử dụng một thước đo cathode lạnh khí với các thành phần hữu cơ đáng kể, chẳng hạn như phân số bơm dầu, có thể dẫn đến việc tăng trưởng của các bộ phim carbon tinh tế và mảnh trong đánh giá cuối cùng hoặc ngắn mạch các điện cực đo hoặc cản trở các thế hệ của một con đường xả.

== Calibration ==
Đồng hồ đo áp lực hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp đọc. Thủy tĩnh và đồng hồ đo áp lực đàn hồi đo trực tiếp chịu ảnh hưởng của lực tác dụng trên bề mặt thông lượng hạt sự cố, và được gọi là đồng hồ đo đọc trực tiếp. Các đồng hồ đo nhiệt và ion hóa đọc áp lực gián tiếp bằng cách đo một thuộc tính khí thay đổi một cách dự đoán được với mật độ khí. Các phép đo gián tiếp là dễ bị lỗi nhiều hơn so với các phép đo trực tiếp.
- Chết-trọng lượng thử
- McLeod
- Khối lượng suy nghi + ion hóa

== Transients động ==
Khi dòng chảy chất lỏng không cân bằng, áp suất cục bộ có thể cao hơn hoặc thấp hơn so với áp suất trung bình trong môi trường. Những rối loạn này tuyên truyền từ nguồn của họ như sự thay đổi áp lực dọc theo con đường của tuyên truyền. Điều này còn được gọi là âm thanh. Áp suất âm thanh tức thời lệch áp lực địa phương từ các áp suất trung bình gây ra bởi một làn sóng âm thanh. Áp suất âm thanh có thể được đo bằng cách sử dụng mai-cờ-rô-phôn trong không khí và một hi-đờ-rô-phôn trong nước. Áp lực âm thanh hiệu quả là root mean square của áp lực âm thanh tức thời trong một khoảng thời gian nhất định. Áp lực âm thanh bình thường nhỏ và thường được biểu diễn trong các đơn vị của microbar.
- Tần số đáp ứng của cảm biến áp suất
- Cộng hưởng

== Tiêu chuẩn Châu Âu (CEN) ==
- EN 472: Áp kế - Từ vựng.
- EN 837-1: đồng hồ đo áp suất. Đồng hồ đo áp lực ống Bourdon. Kích thước, đo lường, các yêu cầu và thử nghiệm.
- EN 837-2: đồng hồ đo áp suất. Lựa chọn và cài đặt các khuyến nghị cho các đồng hồ đo áp lực.
- EN 837-3: đồng hồ đo áp suất. Cơ hoành và các đồng hồ đo áp lực viên nang. Kích thước, đo lường, yêu cầu, và thử nghiệm.

== Xem thêm ==
- Force đánh giá
- Piezometer
- Chân không kỹ thuật
- Trọng tải thử

== Liên kết ngoài ==
- Áp kế chế tạo tại gia
- Áp kế
- Scanivalve Corp (Nhà sản xuất Máy quét áp suất)