U形管压力计的工作原理及误差分析

U形管压力计的工作原理及误差分析

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


 

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。