1.液柱式压力计

应用液柱测量压力的方法是以流体力学为基础的，一般采用充有水或水银等液体的玻璃U形管（或单管）进行测压，如图5-24所示。

在图5-24（a）中，当U形管的一端通大气，而另一端和被测压力管连接时，U形管两边管内液面会产生高度差，由此液柱高度差就可以得到被测压力（相对压力）p的值。

根据静压力平衡原理可知，在图5-24（a）中U形管2-2平面上，被测压力作用在右管液面上的力与左管液柱高度和大气压力pd作用在液面上的力平衡，即

图5-24　液柱测压法示意

式中，S——U形管内孔截面面积，m2；

　　　γ——U形管内液体的重度，N/m3；

　　　pd——大气压力，N/m2；

　　　h——左、右两管液柱高度差（h=h1 + h2），m；

　　　pk——被测压力（绝对压力），N/m2。

由式（5-19）可得：

式中，p——相对压力，N/m2。

由式（5-20）看到，U形管两边液柱高度差与被测压力p成正比，比例系数1/γ取决于工作液的重度，因此，被测压力的表压值可以用液柱高度h表示。

如果把U形管的一个管改成大直径的杯，即成为单管液柱式压力计，如图5-24（b）所示。设右杯的内径D远大于左管内径d，由于左管与右杯连通，所以右杯内液体的增加量（或减少量）等于左管内液体的减少量（或增加量），这时右杯液面下降的高度远小于左管液面上升的高度，

由式（5-20）看到，被测压力p与单管液柱式压力计中左管液面上升的高度成正比。在管上标出刻度，即可直接读出被测压力。

由于单管液柱式压力计只需读h1就行（不用读h1 + h2），所以读数误差比U形管压力计小一半。

2.压力表

测量压力仪表简称为压力表。压力表的种类很多，这里只介绍膜片式压力表和弹簧管式压力表。

1）膜片式压力表(www.daowen.com)

图5-25所示为膜片式压力表原理示意，膜片式压力表主要适用于测盘内含固体颗粒和黏度较大的流体（如煤泥水）的压力。当被测介质压力p通过下法兰进入压力腔时，膜片12受压上移，与膜片固定的推杆11也跟着上移，推动活动连杆10带动扇形齿轮8绕轴9转动，使中心齿轮7带动指针偏转，压力大小即由表盘直接显示出来。

膜片式压力表有YP型和YM型两种，YP-100型可测量液体、气体和蒸汽的压力，特别适合测量黏性介质的压力；YM-100型可用来测量有腐蚀性介质的压力。

2）弹簧管压力表

图5-25　膜片式压力表原理示意

1—下法兰；2—密封垫；3—上法兰；4—表壳；5—指针；6—度盘；7—中心齿轮；8—扇形齿轮；9—轴；10—活动连杆；11—推杆；12—膜片

弹簧管压力表的结构如图5-26所示。弹簧管1的截面一般呈扇形或椭圆形，当被测压力引入弹簧管后，在压力p的作用下弹簧管将趋向圆形，使弹簧伸张，其自由端B将向上方扩张。自由端B的弹性变形位移由拉杆2使扇形齿轮3作逆时针方向旋转，于是中心齿轮4带动指针5作顺时针方向旋转，在面板标尺6上显示出被测压力的数值。游丝7的作用是保证齿轮啮合紧密。

弹簧管压力表有Y-36Z型、YB-160型等多种。Y-36Z型是普通压力表，适合测量无腐蚀性气体、液体和蒸气的压力。YB-160型是标准压力表，可作精密测量和检验普通压力表用。

3.膜片式压差计

内含固体颗粒和黏度较大的流体的压差可用膜片式压差计进行测量，如需要将被测压力转换成电信号输出，可采用图5-27所示的带差动变压器的膜片式压差计。

图5-26　弹簧管压力表的结构

1—弹簧管；2—拉杆；3—扇形齿轮；4—中心齿轮；5—指针；6—面板标尺；7—游丝；8—调整螺钉；9—接头

图5-27　膜片式压差计

1—膜片；2—高压室座；3—低压室座；4—高压室；5—低压室；6—位移杆；7—差动变压器原线圈；8—差动变压器副线圈；9—移动铁芯

如图5-27所示，当高压1p和低压p2的压力相等时，膜片l处于平衡位置，此时移动铁芯9处于差动变压器中央位置。原线圈接交变电压，由于两个副线圈匝数相等，接法相反，互相串联，所以副线圈感应电压，并且相位相反，输出电压=0。当p1＞p2时，则膜片带动移动铁芯下移，使，输出电压=0。当p1＜p2，U2的大小反映了p1和p2压力差的大小。这样就把压力信号转变为电压信号，可通过仪表显示间接反映压力差值的大小。

将膜片式压差计和电子差动仪配合使用（如图5-28所示）可以将压差信号远传并记录下来。下面介绍电子差动仪的工作原理。

图5-28　电子差动仪原理图

1—晶体管放大器；2—可逆直流电动机；3—传动连杆系统；4—记录笔

电子差动仪由差动变压器T1、晶体管放大器1、可逆直流电动机2、传动连杆系统3和记录笔4组成。差动变压器T2的输出电压U2反映了被测压力差（p1-p2）的大小，当p1-p2=0时，T2的铁芯处于中间位置，此时U2=0。差动变压器T1的输出电压经电位器RP分压后输出电压U1，电压U1与U2串联后送往晶体管放大器输入端。当T1的铁芯也在中间位置时，U1=0，放大器输入电压和输出电压都为零，可逆直流电动机不动。当压差信号大于零时，变压器T2 输出电压U2＞0，直流放大器有电压输入和输出，可逆直流电动机通过传动连杆系统3带动记录笔4位移，并把压差的数值记录下来。显然记录笔移动的距离和压差值成正比。可逆直流电动机同时带动变压器T1铁芯上下移动，从而改变变压器T1输出电压U1的大小，直到T1铁芯和T2铁芯位置相对应时，放大器的输入电压和输出电压均为零，可逆直流电动机停转。当压差信号小于零时，可逆直流电动机带记录笔向相反方向移动，并记录下压差值。