Áp suất nguyên lý đo áp suất Áp suất nguyên lý đo áp suất Bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Áp suất đơn vị đo Áp suất đại lượng có giá trị tỉ số lực tác dụng vuông góc lên mặt với diện tích nó: (20.1) Đối với chất lỏng, khí (gọi chung chất lưu), áp suất thông số quan trọng xác định trạng thái nhiệt động học chúng Trong công nghiệp, việc đo áp suất chất lưu có ý nghĩa lớn việc đảm bảo an toàn cho thiết bị giúp cho việc kiểm tra điều khiển hoạt động máy móc thiết bị có sử dụng chất lưu Trong hệ đơn vị quốc tế (SI) đơn vị áp suất pascal (Pa): Pa áp suất tạo lực có độ lớn 1N phân bố đồng diện tích 1m2 theo hướng pháp tuyến Đơn vị Pa tương đối nhỏ nên công nghiệp người ta dùng đơn vị áp suất bar (1 bar = 105 Pa) số đơn vị khác Bảng 20.1 trình bày đơn vị đo áp suất hệ số chuyển đổi chúng Bảng 20.1 Đơn vịáp pascal(Pa) bar(b) suất kg/cm atmotsphe(atm) mmH O mmHg mbar 1Pascal 10-5 1,02.10-5 0,987.10-5 1,02.10-1 0,75.10-2 10-2 bar 10-5 1,02 1,02.104 0,987 750 103 1/4 Áp suất nguyên lý đo áp suất kg/cm2 1,02.10-5 atm 1,02 0,987.10-5 0,987 1mmH2O 1,02.10-1 0,986 1,02.104 104 735 9,80.102 1,033.104 760 1,013.103 0,75.10-2 104 1,033.104 0,0735 0,098 760 0,0735 1,33 0,098 1,33 1mmHg 0,75.10-2 750 735 1mbar 10-2 103 9,80.102 1,013.103 Nguyên lý đo áp suất Đối với chất lưu không chuyển động, áp suất chất lưu áp suất tĩnh (pt): (20.2) Do đo áp suất chất lưu thực chất xác định lực tác dụng lên diện tích thành bình Đối với chất lưu không chuyển động chứa ống hở đặt thẳng đứng, áp suất tĩnh điểm M cách bề mặt tự khoảng (h) xác định theo công thức sau: (20.3) Trong đó: p0 - áp suất khí ρ - khối lượng riêng chất lưu g- gia tốc trọng trường Để đo áp suất tĩnh tiến hành phương pháp sau: - Đo áp suất chất lưu lấy qua lỗ khoan thành bình nhờ cảm biến thích hợp - Đo trực tiếp biến dạng thành bình áp suất gây nên Trong cách đo thứ nhất, phải sử dụng cảm biến đặt sát thành bình Trong trường hợp này, áp suất cần đo cân với áp suất thuỷ tỉnh cột chất lỏng mẫu tạo nên tác động lên vật trung gian có phần tử nhạy cảm với lực áp suất gây Khi sử dụng vật trung gian để đo áp suất, cảm biến thường trang bị thêm phận 2/4 Áp suất nguyên lý đo áp suất chuyển đổi điện Để sai số đo nhỏ, thể tích chết kênh dẫn cảm biến phải không đáng kể so với thể tích tổng cộng chất lưu cần đo áp suất Trong cách đo thứ hai, người ta gắn lên thành bình cảm biến đo ứng suất để đo biến dạng thành bình Biến dạng hàm áp suất Đối với chất lưu chuyển động, áp suất chất lưu (p) tổng áp suất tĩnh (pt) áp suất động (pđ) : (20.4) Áp suất tĩnh tương ứng với áp suất gây nên chất lỏng không chuyển động, đo phương pháp trình bày áp suất động chất lưu chuyển động gây nên có giá trị tỉ lệ với bình phương vận tốc chất lưu: (20.5) Trong ρ khối lượng riêng chất lưu Khi dòng chảy va đập vuông góc với mặt phẳng, áp suất động chuyển thành áp suất tĩnh, áp suất tác dụng lên mặt phẳng áp suất tổng Do vậy, áp suất động đo thông qua đo chênh lệch áp suất tổng áp suất tĩnh Thông thường việc đo hiệu (p - pt) thực nhờ hai cảm biến nối với hai đầu ống Pitot, cảm biến (1) đo áp suất tổng cảm biến (2) đo áp suất tĩnh Hình 20.1 : Đo áp suất động ống Pitot Có thể đo áp suất động cách đặt áp suất tổng lên mặt trước áp suất tĩnh lên mặt sau màng đo (hình 20.2), tín hiệu cảm biến cung cấp chênh lệch áp suất tổng áp suất tĩnh 3/4 Áp suất nguyên lý đo áp suất Hình 20.2: Đo áp suất động màng 1) Màng đo 2) Phần tử áp điện 4/4 ... phẳng, áp suất động chuyển thành áp suất tĩnh, áp suất tác dụng lên mặt phẳng áp suất tổng Do vậy, áp suất động đo thông qua đo chênh lệch áp suất tổng áp suất tĩnh Thông thường việc đo hiệu... biến (1) đo áp suất tổng cảm biến (2) đo áp suất tĩnh Hình 20.1 : Đo áp suất động ống Pitot Có thể đo áp suất động cách đặt áp suất tổng lên mặt trước áp suất tĩnh lên mặt sau màng đo (hình 20.2),... 20.2), tín hiệu cảm biến cung cấp chênh lệch áp suất tổng áp suất tĩnh 3/4 Áp suất nguyên lý đo áp suất Hình 20.2: Đo áp suất động màng 1) Màng đo 2) Phần tử áp điện 4/4