Измерение абсолютного давления: принципы, методы и применение

Что такое абсолютное давление. Как измеряется абсолютное давление. Где применяется измерение абсолютного давления. Какие существуют типы датчиков абсолютного давления. Чем абсолютное давление отличается от избыточного.

Что такое абсолютное давление и чем оно отличается от других видов давления

Абсолютное давление — это давление, измеренное относительно абсолютного вакуума (нулевого давления). В отличие от других видов давления, абсолютное давление не зависит от атмосферного давления.

Основные виды давления:

• Абсолютное давление — отсчитывается от абсолютного нуля (вакуума)
• Избыточное давление — разница между абсолютным и атмосферным давлением
• Атмосферное давление — давление воздуха на поверхность Земли
• Дифференциальное давление — разница давлений в двух точках системы

Почему абсолютное давление важно? Оно позволяет получить истинное значение давления, не зависящее от колебаний атмосферного давления. Это критично во многих промышленных и научных применениях.

Принципы и методы измерения абсолютного давления

Для измерения абсолютного давления используются специальные датчики, в которых с одной стороны чувствительной мембраны создается вакуум. Основные методы измерения:

• Емкостные датчики — измеряют изменение емкости при деформации мембраны
• Пьезорезистивные датчики — измеряют изменение сопротивления при деформации
• Индуктивные датчики — измеряют смещение сердечника в катушке индуктивности
• Резонансные датчики — измеряют изменение частоты колебаний резонатора

Как работает типичный датчик абсолютного давления? С одной стороны мембраны создается вакуумная камера, с другой подается измеряемое давление. Деформация мембраны пропорциональна абсолютному давлению.

Области применения измерения абсолютного давления

Измерение абсолютного давления критично во многих отраслях:

• Авиация и космонавтика — измерение высоты и скорости
• Метеорология — измерение атмосферного давления
• Вакуумная техника — контроль глубокого вакуума
• Криогенная техника — измерение давления сжиженных газов
• Двигателестроение — оптимизация работы двигателей
• Полупроводниковая промышленность — контроль процессов напыления

Где еще применяется измерение абсолютного давления? В научных исследованиях, химической промышленности, при производстве медицинского оборудования и во многих других областях.

Типы и конструкции датчиков абсолютного давления

Существует несколько основных типов датчиков абсолютного давления:

• Мембранные датчики — измеряют деформацию тонкой мембраны
• Пьезоэлектрические датчики — используют пьезоэффект в кристаллах
• Тензометрические датчики — измеряют деформацию упругого элемента
• Ионизационные датчики — измеряют ионизацию газа при низком давлении

Как выбрать подходящий датчик абсолютного давления? Нужно учитывать диапазон измерения, требуемую точность, условия эксплуатации, совместимость с измеряемой средой и другие факторы.

Особенности калибровки датчиков абсолютного давления

Калибровка датчиков абсолютного давления имеет ряд особенностей:

• Требуется создание эталонного вакуума высокой степени
• Необходимо учитывать влияние температуры на показания
• Важна высокая стабильность эталонных средств измерений
• Нужно исключить влияние атмосферного давления

Как часто нужно калибровать датчики абсолютного давления? Это зависит от требуемой точности, условий эксплуатации и типа датчика. Обычно калибровка проводится не реже раза в год.

Сравнение измерения абсолютного и избыточного давления

Основные отличия измерения абсолютного и избыточного давления:

Параметр	Абсолютное давление	Избыточное давление
Точка отсчета	Абсолютный вакуум	Атмосферное давление
Зависимость от атмосферного давления	Не зависит	Зависит
Диапазон измерения	От 0 до полной шкалы	От -1 атм до полной шкалы
Типичные применения	Вакуумная техника, метеорология	Гидравлика, пневматика

Когда лучше использовать измерение абсолютного давления? Если требуется высокая точность, независимость от атмосферного давления или измерение вакуума.

Современные тенденции в измерении абсолютного давления

В области измерения абсолютного давления наблюдаются следующие тренды:

• Повышение точности и стабильности измерений
• Миниатюризация датчиков
• Интеграция с цифровыми системами и IoT
• Расширение диапазонов измерения
• Применение новых материалов (графен, МЭМС-структуры)

Какие инновации ожидаются в ближайшем будущем? Вероятно, появятся квантовые датчики давления, улучшатся методы компенсации погрешностей, расширится применение оптических методов измерения.

Заключение: важность точного измерения абсолютного давления

Измерение абсолютного давления играет критическую роль во многих областях науки и техники. Оно позволяет:

• Повысить эффективность и безопасность технологических процессов
• Улучшить качество продукции в различных отраслях
• Обеспечить точные метеорологические прогнозы
• Развивать новые технологии в авиации и космонавтике

Почему важно постоянно совершенствовать методы измерения абсолютного давления? Это открывает новые возможности для научных исследований и технологических инноваций, способствуя прогрессу во многих областях.

Часто задаваемые вопросы о давлении и важности абсолютного давления

 

Ответы на вопросы об основах измерения давления, в том числе, почему измерение манометрического давления является прекрасным для большинства применений, но в некоторых случаях требуется измерение абсолютного давления.

 

Что такое давление?

Давление обычно определяется как сила, которая действует равномерно по определенной области. Например, когда вы нажимаете кнопку на дверном звонке, давление вашего пальца прикладывает физическую силу, которая приводит в действие электрический выключатель в дверном звонке, который затем посылает сигнал на динамик. В промышленных применениях сила, которая воздействует на область, обычно представляет собой газ или жидкость, но она также может быть твердой.

 

Почему мы измеряем давление?

Мониторинг давления является неотъемлемой частью современного общества. По всему миру бесчисленные датчики давления постоянно обеспечивают показания давления на нефтеперерабатывающих заводах, производственных объектах, домах и транспортных средствах.

Это делается для обеспечения того, чтобы давление находилось в допустимых пределах и, если нет, чтобы предупредить операторов об исправлении ситуации.

 

Что такое абсолютное давление, и как это соотносится с избыточным давлением?

Чтобы понять абсолютное давление, нужно сначала определить несколько терминов:

• Атмосферное давление. Все вокруг нас — воздух и вода — имеет вес и создает давление. На уровне моря среднее давление составляет 1 атм, или 1,01325 бар; давление изменяется в зависимости от погодных условий. По мере увеличения высоты воздух становится тоньше, равно атмосферное давление.
• Манометрическое давление. Ноль в манометрическом давлении представляет собой атмосферное давление, что означает, что показание избыточного давления включает только дополнительное давление внутри системы.
• Абсолютное давление. Ноль в абсолютном давлении является идеальным вакуумом, что означает, что абсолютное считывание давления включает в себя как атмосферное давление, так и манометрическое давление.

Важным отличием последних двух типов давления является нулевая ссылка. Ноль инструментов, измеряющих избыточное давление, представляет собой атмосферный воздух, который изменяется в зависимости от высоты и погодных условий. Ноль в приборах, измеряющих абсолютное давление, — это полное отсутствие давления или вакуум; поэтому этот ноль не меняется.

 

Каковы преимущества измерения абсолютного давления и избыточного давления?

Поскольку все объекты и процессы на заводе-изготовителе имеют одинаковую высоту и атмосферное давление, измерение избыточного давления является достаточно точным для большинства ситуаций. Тем не менее, измерения абсолютного давления требуются в специализированных ситуациях, например, когда вам требуется измерение давления, независимо от колебаний атмосферного давления, а также на промышленных предприятиях, где используются вакуумные насосы и машины вакуумной упаковки.

Абсолютные манометры и датчики присутствуют в многочисленных применениях, включая высотомеры для авиации, мониторы для давления жидкого пара, процессы перегонки, HVAC и производство полупроводников. Давление опасных арсиновых и фосфиновых газов, используемых в процессе производства полупроводников, должно тщательно контролироваться во время хранения и транспортировки. Поскольку атмосферные условия колеблются, важно следить за тем, чтобы опасные газы использовали контрольную точку, которая не изменяется.

 

Как работают абсолютные манометры?

Абсолютные манометры включают внутреннюю вакуумную камеру, которая используется в качестве эталона для проведения измерений давления. Манометрические датчики абсолютного давления на основе диафрагмы имеют прочную, но гибкую панель, которая разделяет камеру и вакуумную камеру. Локальное атмосферное давление заставляет диафрагму деформироваться в вакуумную камеру. Величина деформации преобразуется в значение давления. Это значение затем указывается на табло индикатора.

Узнайте больше о давлении и различных приложениях для измерения давления, обратившись к нашим консультантам по телефону +7 (831) 218-05-61. 

Измерение давления — приборы и единицы измерения

Беременность Беременность — признаки и подготовка Питание и фитнес при беременности Первый триместр беременности Второй триместр беременности Третий триместр беременности Роды и подготовка Беременность: ответы на частые вопросы Лечение Бесплодие Лечение бесплодия Женское бесплодие Лечение женского бесплодия Сахарный диабет Простуда Геморрой Гайморит Герпес Молочница Цистит Грипп Ветрянка Как бросить курить Депрессия Энциклопедия Питание Правильное питание Полезные диеты Практические рекомендации Витамины Макро- и микроэлементы Аминокислоты Жиры Фрукты, ягоды, орехи Овощи, грибы, бобовые Крупы, макароны, хлеб Травы и растения Наш организм Аборт Похудение Основы похудения Диеты для похудения Внутренние органы Части тела

Калькулятор избыточного и абсолютного давления

Перевод избыточного давления в абсолютное

Техническая система единиц (кг/см2)

Система SI (кПа)

Перевод абсолютного давления в избыточное

Техническая система единиц (кг/см2)

Система SI (кПа)

Что такое давление?

Всё на всё оказывает давление. Значит давление – это такая физическая величина, которая равна силе, действующей на единицу площади. Другими словами, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь. В латинице для обозначения давления используют знак P.

Давление бывает:

1. Атмосферное
2. Абсолютное
3. Избыточное

Атмосферное давление (барометрическое)

Атмосферное давление – это давление воздуха на землю.

Давление, которое больше всего важно для земной жизни – окружающее нас давление. Обозначается как “amb” от ambiens — окружающий. Это давление, образующееся путем силы, которую оказывает атмосфера на землю. Несмотря на то, что воздух прозрачен и мы не можем его ни потрогать, ни увидеть, мы знаем, что у него есть масса. Она оказывает давление на поверхность земли. Это и принято называть атмосферным давлением. Нормальное атмосферное давление равно 101,325 кПа.

Обратите внимание: чем больше высота над уровнем моря, тем ниже давление.

Также, благодаря прогнозам погоды, нам хорошо известно, что атмосферное давление меняется в зависимости от капризов погоды. 

Избыточное давление

Оно представляет собой разницу между абсолютным и атмосферным давлением. Также такое давление можно создать искусственно в сосудах, паровых или водогрейных котлах. Избыточное давление показывает разницу между давлением внутри сосуда и атмосферным.

Если давление превышает атмосферное, то говорят о положительном избыточном давлении, если наоборот — используют понятие отрицательного избыточного давления.

Абсолютное давление

Абсолютное – это давление, отсчет которого производят от абсолютного нуля (вакуума).

Обозначения

Понять, о каком давлении идет речь, можно по указателям “abs”, “amb”, “e”,которые находятся рядом с обозначением давления — буквой P:

1. Pamb – атмосферное
2. Pabs – абсолютное
3. Pe – избыточное

Измерение абсолютного и избыточного давления

Атмосферное давление измеряют барометром, поэтому его еще называют барометрическим и обозначают Pamb или Pбар.  

Нормальное атмосферное давление равно 1 атм=1,033 ат=1,013 x 100 000 Па=760 мм рт.ст. 

Избыточное давление измеряют манометром, поэтому его еще называют манометрическим и обозначают Pe или Pизб. 

Датчики давления компании Smartec

Датчики давления компании Smartec

Принцип работы

 

Датчики давления основаны на принципе изгиба мембраны, вызванном давлением жидкости или газа. На мембрану нанесен очень тонкий проводящий экранированный слой, который повторяет изгибы мембраны. Этот прогиб можно измерить двумя разными способами:

• Проводящий (и резистивный) слой на мембране и опорный слой в корпусе датчика образуют конденсатор, деформация его обкладок вызывает изменение  емкости, которое может быть измерено
• Сопротивление проводящих слоев изменяется при изгибе мембраны. Специальная механическая компоновка из четырех резистивных структур образовывает устойчивый мост Уитстона, сопоставимый с классическими тензометрическими датчиками

На практике широко используются оба способа измерения давления. Линейка датчиков давления Smartec основана на резистивной структуре, экранированной на мембране.

 

Принцип действия датчика давления	Емкостное измерение на основе тензометрического резистора на изгибающейся мембране

 

Изгиб мембраны (а также слоя) очень мал (

В общем случае экранированные резисторы также чувствительны к температуре, что приводит к необходимости компенсации температурных эффектов.

 

Типы датчиков давления

 

Мембрана изогнется, если есть разница давления с обеих её сторон. Существует три типа датчиков: относительного давления, абсолютного давления и дифференциального давления. У каждого типа есть конкретная областью применения.

Вкратце:

• Датчик относительного давления измеряет разность давления среды и атмосферного давления, поэтому одна сторона мембраны всегда сообщается с атмосферой
• Датчик абсолютного давления измеряет разность давления среды и вакуума, поэтому в подмембранном объеме создается вакуум
• Дифференциальный датчик давления измеряет разность между двумя приложенными давлениями

 

 

Датчик относительного давления

 

На рисунке показана схема датчика относительного давления. С одной стороны  мембраны находятся жидкость или газ под давлением, которое должно быть измерено, а с другой давление на мембрану равно атмосферному. Это означает, что измеренное давление соотносится с атмосферным. Такое отверстие, соединяющее подмембранный объем с атмосферой, обычно называют вентиляционным.

 

Принцип работы датчика относительного давления

 

Единственным интерфейсом между «внешним миром» и находящейся под давлением средой является мембрана. Если эта мембрана повреждена (например, из-за ударного давления), сторона под давлением непосредственно соединяется с вентиляционным отверстием, начинается выброс газа или жидкости, что может привести к опасной ситуации. Для измерения давления опасных газов этот тип датчика не используется, вместо этого применяют датчики абсолютного типа.

Все датчики относительного давления имеют вентиляционное отверстие, которое соединяет одну сторону мембраны с атмосферой. Если это отверстие закрыто или забито из-за загрязнения, могут возникнуть ошибки считывания. Если этот тип датчиков установлен в прочный корпус, вентиляционное отверстие должно всегда оставаться открытым.

Типичное применение датчиков такого типа – измерение давления в шинах.

 

Датчики абсолютного давления

 

Данный тип не имеет вентиляционного отверстия, а в подмембранном объеме создан вакуум. На рисунке показан принцип датчика абсолютного давления.

 

Принцип работы датчика абсолютного давления

 

Очень сложно создать такую «камеру» с абсолютным вакуумом (фактически она и не существует). Однако давление в вакуумной контрольной камере датчиков Smartec очень низкое (25.10^-3 торр или 5.10^-4 PSI).

Для предотвращения возмущающих эффектов от различий в температурах в «почти» вакуумной камере, вакуум должен быть высоким. При нагревании давление в вакуумной камере будет увеличиваться.

Такие датчики подходят для использования во взрывоопасных зонах. Корпус может быть полностью закрыт и установлен, например, в резервуар под давлением. На случай образования трещин в мембране (например, из-за ударного давления), к среде подключена только вакуумная камера. При повреждении датчика не возникнет опасной ситуации. Особым типом датчика абсолютного давления является барометрический датчик. Этот датчик можно рассматривать как абсолютный с ограниченным диапазоном. В принципе, этот диапазон составляет от примерно 1 до 0 Бар. Но для большего разрешения барометрические датчики рассчитаны на диапазон 1 — 0.8 Бар и обычно используются для измерения атмосферного давления.

Данный тип датчиков используется, например, для измерения давления в газобаллонном оборудовании топливных систем автомобилей.

 

Датчики дифференциального давления

 

Дифференциальный датчик имеет входы на каждую сторону мембраны, один для положительного давления, а другой для отрицательного. Изгиб мембраны связан с разницей давлений на каждой стороне. На рисунке показан принцип работы датчика дифференциального давления.

 

Принцип работы датчика дифференциального давления.

 

 

Типы выходного сигнала

 

Только датчики Smartec с мостовым выходом необходимо компенсировать пользователю. В другие версии с аналоговым и цифровым выходом компенсация встраивается на производстве. Температурная компенсация управляется с помощью встроенного сигнального процессора, поэтому нет необходимости встраивать в решение внешнюю компенсацию.

 

Мостовой выходной сигнал

 

Выход моста Уитстона имеет определенное значение в случае отсутствия давления или в случае отсутствия разницы в давлении по обеим сторонам мембраны. Это значение называется смещением (offset). Диапазон давлений (от минимального до максимального), который может использоваться датчиком, называется рабочим.

Мост Уитстона не только чувствителен к изгибу мембраны, но и к изменениям температуры. Это означает, что для точного измерения необходимо компенсировать температурные эффекты для смещения и сдвига рабочего диапазона (при наличии давления). Поэтому указывается изменение смещения на изменение температуры, а также температурные коэффициенты рабочего диапазона. Если требуется более низкая точность, выходное напряжение моста может использоваться без компенсации.

 

Аналоговый выходной сигнал

 

Датчики давления Smartec с аналоговым выходом имеют встроенную термокомпенсацию. Это означает, что датчики с аналоговым выходом очень точны и  имеют стабильное смещение. Из-за обработки сигнала внутри устройства происходит некоторая задержка между физическим изменением давления и изменением выходного сигнала. Обычно эта задержка находится в диапазоне от 1 до 2 мс.

В аналоговой версии датчика дифференциального давления требуется дополнительное определение в месте, где давление на оба порта одинаковое. Разность давлений равна нулю. В этом конкретном случае выходное напряжение (смещение) может находиться в «среднем» (halfway Gnd и Vcc), или выходное напряжение смещения может быть равно нулю (уровень GND). Первая вариант называется дифференциальным, а второй называется единичным. Это означает, что дифференциальное давление может быть измерено только в одном направлении.

 

Цифровой выходной сигнал

 

Разрешение датчиков данного типа – 14 бит. В терминах передачи данных это означает, что есть два слова по 8 бит каждое. Верхние два бита наивысшего байта данных не используются и всегда равны нулю. Необходимо помнить, что точность датчиков ограничена физической структурой элемента и оцифровка (14 бит), никогда не сможет улучшить аналоговую точность датчика.

 

Важные понятия

 

Абсолютное давление — это давление относительно вакуума.

Атмосферное давление – это внешнее давление относительно абсолютного вакуума. Такое давление зависит от географического положения, высоты и погодных условий. Также называется барометрическим давлением.

Относительное давление – это давление относительно атмосферного давления.

Дифференциальное давление – разность давлений между двумя точками.

Смещение – разница между выходным сигналом при текущем и нулевом значении давления.

Линия наилучшего соответствия – математически полученная прямая линия лучше всего подходящая для мультиизмерения определенных уровней давления. Из каждой точки давления выходное значение усредняется. Прямая берется по минимальной квадратичной ошибке.

Нулевое смещение (рабочая точка) – это выходное значение при давлении 0 psi (вакуум) для датчика абсолютного давления, для относительных нулевое смещение – это выходное значение, когда измеряемое давление равно атмосферному, а для дифференциальных датчиков, когда давления с обоих портов равны между собой.

Рабочий диапазон – это разность между максимальным и минимальным значением давления.

Точность — отклонение между лучшей прямой линией и кривой полученной на основе реальных тестов. В точность также включены все погрешности. Выражается в процентах от полной шкалы (FSO).

Ратиометрический сигнал —  означает, что выход датчика (аналог) связан с напряжением питания. Это означает, что если Vcc падает на 10% выходное напряжение также падает на 10%.

Время отклика – время необходимое для установления величины равной 95% от реальной.

 

Разница между манометрическим и абсолютным давлением

Нам снова и снова задают вопрос о разнице между измерением абсолютного давления и измерением манометрического давления. Чтобы ответить на этот вопрос, полезно взглянуть на определение манометрического давления и абсолютного давления. Затем сравнительно просто объясняется разница между двумя измерениями и, следовательно, выбор соответствующего измерения.

Определение абсолютного давления

Абсолютное давление — это давление относительно нулевого давления в пустом, безвоздушном пространстве Вселенной.Это эталонное давление представляет собой идеальный или абсолютный вакуум. Обозначается индексом «абс»: P _абс.

Определение манометрического давления

Манометрическое давление определяется как разница между абсолютным давлением (P _abs ) и преобладающим атмосферным давлением (P _amb ). Обозначается индексом «e»: P _e и рассчитывается следующим образом: P _e = P _abs — P _amb.

Измерение абсолютного и манометрического давления

Разницу между этими двумя измерениями относительно легко пояснить: при измерении манометрического давления всегда измеряется разница с текущим давлением окружающей среды.Однако это давление меняется в зависимости от погоды и высоты над уровнем моря. При измерении абсолютного давления измеряется отличие от идеального или абсолютного вакуума. Вот почему это измерение не зависит от таких факторов окружающей среды, как погода или высота над уровнем моря. Какое измерение сейчас является правильным?

На практике эти два измерения можно различить следующим образом: в большинстве случаев задача измерения заключается в определении манометрического давления. Вот почему этот тип датчика получил наибольшее распространение.Однако, если датчик избыточного давления используется в приложении, в котором фактическая задача измерения заключается в измерении абсолютного давления, следует ожидать следующих дополнительных ошибок:

• +/- 30 мбар, вызванных изменениями погоды от
• до 200 мбар при изменении местоположения (например, с уровня моря на 2000 м)

В зависимости от диапазона измерения эти ошибки могут быть значительными (например, в пневматике при диапазоне измерения 1 бар) или незначительными (в гидравлике при 400 бар) .

Примечание
Если вы не уверены, требуется ли для вашей измерительной задачи измерение абсолютного или манометрического давления, просто свяжитесь с нами — мы будем рады помочь вам.

Абсолютное давление

Руководство по измерению абсолютного давления, включая пояснения, приложения и выбор продуктов для измерения давления с эталонным абсолютным давлением.

Абсолютное давление — это особый тип измерения давления, который всегда относится к идеальному вакууму.

Диапазоны абсолютного давления часто обозначаются суффиксом «abs» или «a» к единицам давления, определяющим значение давления, например 1013,25 мбар абс. Или 1013,25 мбар.

Продукты

Просмотр страниц с подробной информацией по приборам, используемым для измерения абсолютного давления.

Датчики абсолютного давления

Обзор датчиков абсолютного давления 4-20 мА, усиленного напряжения, тензометра и цифрового выхода

Преобразователи абсолютного давления с выходом 4-20 мА

Датчики абсолютного давления с выходным сигналом токовой петли от 4 до 20 мА для измерения общего давления относительно идеального вакуума.

Преобразователи абсолютного давления 0-10В, 0-5В

Преобразователи абсолютного давления с усиленным выходом и сигнальными выходами 0-5, 1-5, 0-10, 1-10 вольт для измерения давления от абсолютного нуля вакуума.

Преобразователи абсолютного давления мВ / В на выходе

Датчики абсолютного эталонного давления с выходными сигналами тензометра в милливольтах для измерения давления относительно давления нулевого вакуума.

Цифровые датчики абсолютного давления

Абсолютные эталонные цифровые датчики давления с интерфейсами RS485, RS232 и USB для подключения к настольным и портативным компьютерам.

Манометры абсолютного давления

Выберите манометр абсолютного давления для отображения показаний абсолютного эталонного давления.

Регистраторы абсолютного давления

Выберите регистраторы абсолютного давления для регистрации тенденций абсолютного эталонного давления.

Калибраторы абсолютного давления

Найдите калибратор абсолютного давления для тестирования и проверки работы приборов измерения абсолютного давления.

Приложения для абсолютного давления

Очень распространенный пример измерения абсолютного давления — использование барометра-анероида для измерения атмосферного давления.Внутри барометра-анероида находится полая гибкая капсула, внутри которой запечатан высокий вакуум. По мере того, как атмосферное давление повышается и понижается, перепад давления между внутренней и внешней частью капсулы заставляет ее расширяться и сжиматься. Расширение и сжатие капсулы преобразуется в механическое движение путем соединения его с механизмом, который перемещает стрелку на калиброванном циферблате, масштабируемую для считывания атмосферного давления.

Еще один практический пример использования абсолютного эталона — датчик абсолютного давления.Изготовитель изолирует высокий вакуум за чувствительной диафрагмой, так что полное давление может быть измерено на положительной стороне диафрагмы независимо от внешнего атмосферного давления воздуха. Если давление в штуцере датчика абсолютного давления установлено на давление окружающего воздуха, он будет измерять барометрическое давление аналогично барометру-анероиду.

Абсолютное давление измеряется во многих приложениях, где изменения атмосферного давления не влияют на измерения.Например, при испытании на герметичность сосуда со сплошными стенками в течение длительного периода времени общее давление внутри должно оставаться постоянным, независимо от изменения атмосферного давления снаружи сосуда. Поэтому датчик давления или прибор с эталонным абсолютным давлением будет наиболее подходящим выбором для проверки на герметичность.

Справочные руководства по абсолютному давлению

Статьи с дополнительной информацией о продуктах и ​​приложениях для измерения абсолютного давления.

Вопросы и ответы по абсолютному давлению

Технологические ограничения диафрагмы для низких диапазонов

Почему невозможно найти инструменты на основе диафрагмы для измерения высокого вакуума?

Основная причина, по которой невозможно предложить устройства с более низким абсолютным диапазоном, заключается в том, что они должны выдерживать воздействие атмосферного давления в течение длительного времени. Когда устройство хранится, транспортируется или вентилируется до условий окружающей среды, чувствительная к давлению диафрагма подвергается воздействию атмосферного давления, которое составляет примерно 1000 мбар.

Допустим, у вас есть датчик давления с диапазоном 10 мбар. Если бы это был эталонный диапазон манометра от 0 до 10 мбар изб. И номинальное избыточное давление 200 мбар, это было бы хорошо, если бы датчик никогда не подвергался воздействию более 200 мбар во время использования.

Однако, если бы это был абсолютный эталонный диапазон от 0 до 10 мбар абс., ​​Тогда было бы очень трудно предотвратить воздействие давления выше 200 мбар, поскольку каждый раз, когда оборудование сбрасывается в атмосферу, предел избыточного давления датчика будет превышено.

Определение нулевого показания абсолютного давления без высокого вакуума

Как определить нулевое значение измерения абсолютного давления, если вы не можете создать высокий вакуум во время калибровки?

Если невозможно создать достаточно высокий вакуум для прямой калибровки нулевого абсолютного давления, то вместо этого следует использовать метод экстраполяции для наилучшего определения показаний измерения.

Способ экстраполяции нулевого показания для устройства измерения абсолютного давления состоит в построении серии точек калибровки, скажем, из диапазона 10… 100% эталонного давления относительно показаний, снятых с тестируемого устройства.Затем вычислите лучшую прямую через все точки.

Существуют различные методы вычисления наилучшей прямой, но наиболее часто используют линейную регрессию методом наименьших квадратов. Чем ближе точка минимальной калибровки к нулю, тем точнее будет определение показаний при нулевом абсолютном давлении.

Экстраполированное показание нулевого давления — это точка, где лучшая прямая линия пересекается с нулевым абсолютным давлением.

Абсолютное название

Почему это давление называется «абсолютным»?

Это относится к тому факту, что эталонное давление фиксируется на минимально возможном давлении, идеальном вакууме, так что показание давления всегда сравнивается с независимым и неизменным эталоном.

Перевести манометрическое давление в абсолютное

Как перевести манометрическое давление в абсолютное?

Если известно местное давление окружающего воздуха, абсолютное давление можно определить, прибавив его к манометрическому давлению, т. Е. P (абс.) = P (атм.) + P (ман.) .

Изменения атмосферного давления

Влияет ли изменение давления окружающего воздуха на показания абсолютного давления?

Он не изменяет эталон устройства измерения абсолютного давления, но может влиять на показания давления в зависимости от того, влияют ли на измеренное давление изменения давления окружающего воздуха или нет.

Использование преобразователя dp для абсолютного давления

Можно ли преобразовать преобразователь дифференциального давления для измерения абсолютного давления?

Да, его можно изменить путем откачки воздуха из порта отрицательного давления и герметизации вакуума внутри, хотя, прежде чем пытаться это сделать, следует сначала проконсультироваться с производителем, чтобы убедиться, можно ли создавать высокий вакуум в устройстве. На некоторые устройства может влиять высокий вакуум, например, устройства с масляной капсулой на отрицательной стороне могут дрейфовать из-за выделения газа из масла.Кроме того, со временем вакуум может испортиться из-за того, что внутренние поверхности материала выделяют газ, особенно при более высоких температурах. Абсолютное эталонное значение следует регулярно проверять, чтобы гарантировать стабильное эталонное значение.

Измерьте глубину воды с помощью датчика абсолютного давления

Можно ли измерить глубину воды с помощью датчика абсолютного давления, если вентилируемый эталон невозможен?

Да, однако глубину воды необходимо будет компенсировать путем независимого получения показаний местного давления воздуха.Также будет снижена точность измерения глубины, особенно на малых дальностях, из-за комбинации ошибок двух измерений.

Только измерение вакуума

Используются ли диапазоны абсолютного давления только для измерения вакуума?

Нет, абсолютное значение относится к эталону идеального вакуума, и диапазон может быть любым значением в пределах или за пределами диапазона вакуума.

Ссылка на показания барометрического давления

Является ли атмосферное давление абсолютным показанием?

Да, барометрическое или атмосферное давление измеряется относительно абсолютного вакуума.

Стоимость датчика абсолютного давления и избыточного давления

Почему датчик абсолютного давления дороже эталонного манометра?

Не всегда бывает разница в продажной цене, но стоимость изготовления устройства абсолютного давления часто выше по следующим причинам:

• Произведенное количество по сравнению с эталонными приборами намного меньше, и, следовательно, затраты на изготовление одного прибора выше.
• Конструкция чувствительного элемента более сложная, чем у эталонной версии датчика.
• Необходимо выполнить дополнительные производственные процедуры для вакуумирования и герметизации эталонного вакуума.

Измерение абсолютного давления без указания ссылки

У меня есть манометр, подключенный к бензобаку, и он показывает 107,6 кПа. Атмосферное давление у меня 96,4 кПа. Как определить абсолютное давление газа в баллоне?

Поскольку мы не знаем, каково эталонное давление для манометра, подключенного к показаниям резервуара, и предполагая, что ваши показания атмосферного давления измеряются независимо от манометра резервуара, есть три возможных ответа:

1. Если манометр показывает ноль при сбросе в атмосферу, это, скорее всего, прибор, привязанный к манометру, и, следовательно, абсолютное показание будет суммой атмосферного давления и давления газа в баллоне, которое в данном случае будет 204 кПа абсолютного давления.
2. Если манометр показывает атмосферное давление при сбросе в атмосферу, это устройство с абсолютной ссылкой, и поэтому абсолютное показание будет таким же, как показание манометра, которое в данном случае составляет 107,6 кПа абсолютного давления.
3. Если манометр не показывает нулевое или атмосферное давление при сбросе в атмосферу, вычтите показания между моментом сброса давления из манометра и его подключением к резервуару. Чтобы определить показания абсолютного давления в резервуаре, добавьте эту разницу к показаниям атмосферного давления, если разница положительная, или вычтите ее из атмосферного давления, если она отрицательная.

Калибровка нуля на устройстве абсолютного диапазона

Как откалибровать нулевое показание устройства измерения абсолютного давления?

В большинстве случаев невозможно создать достаточно высокий вакуум из-за ограничений имеющегося вакуумного насоса, поэтому вместо этого нулевое показание необходимо экстраполировать. Чтобы избежать ошибок диапазона, вакуум должен быть менее 10% калибруемого диапазона вакуума.

Показывает ли датчик давления psia ноль при полном вакууме?

У меня есть датчик гидравлического давления с диапазоном давления, обозначенным как 1000 psia.Можно ли создать вакуум на датчике этого типа, и если бы вы сделали, что бы он прочитал? Было бы ноль?

фунтов на квадратный дюйм означает «абсолютный» диапазон. Обычно абсолютные диапазоны совместимы с вакуумным давлением, поскольку они измеряют давление относительно идеального вакуума. Так что да, если бы это был идеально точный датчик давления, он бы показывал ноль при применении идеального вакуума.

Если на корпусе устройства не обозначен нижний предел, он должен иметь возможность измерять вакуум.Однако в этом случае вакуумная часть диапазона будет только ~ 15/1000-й от общего диапазона 1000 фунтов на квадратный дюйм, поэтому чувствительность и точность измерения в диапазоне вакуума не будут очень хорошими.

Что такое абсолютное давление? (с рисунком)

В технике абсолютное давление — это давление системы относительно давления абсолютного вакуума. В более практических терминах это часто выражается как сумма давления атмосферы и манометрического давления жидкости.Это необходимо в инженерных расчетах, таких как закон идеального газа.

Абсолютное давление — это сумма атмосферного давления, которое можно измерить с помощью манометра, и манометрического давления жидкости.

Наиболее распространенное выражение абсолютное давление определяет его как сумму манометрического или измеренного давления в системе и давления атмосферы. Выражение принимает вид P _{абсолютный} = P _датчик + P _{атмосферный} . Атмосферное давление определяется как давление окружающего воздуха на поверхности Земли или вблизи нее. Это давление не является фиксированным или постоянным значением и может меняться в зависимости от температуры или высоты.

Манометрическое давление представляет собой давление в системе, измеренное устройством измерения давления. Эти устройства или манометры можно классифицировать по способам измерения давления. Наиболее распространенными типами являются датчики с упругими элементами, датчики уровня жидкости и электрические датчики. Если производитель не указал иное, большинство манометров не включают в свои показания атмосферное давление.

В условиях типичного химического завода абсолютное давление и манометрическое давление не представляют собой одно и то же, и для их разделения необходимо использовать разные обозначения.Обычный способ сделать это — добавить после единицы давления букву a для обозначения абсолютного давления и букву g после единицы давления для обозначения манометрического давления. Например, абсолютное давление 100 фунтов на квадратный дюйм станет 100 фунтов на квадратный дюйм. Точно так же манометрическое давление 5 кПа будет 5 кПа изб. Однако Национальный институт стандартов и технологий США предпочитает, чтобы поясняющее письмо применялось не к устройству, а к букве P . Например, P _g = 25 кПа будет предпочтительнее P = 25 кПа изб.

Это измерение давления чаще всего используется в инженерных расчетах, таких как закон идеального газа. При выполнении таких уравнений инженеры должны использовать правильное давление, чтобы избежать дорогостоящих ошибок или опасных операций.Разница в абсолютном и манометрическом давлениях намного более заметна при давлениях, при которых атмосферное давление того же порядка величины, что и манометрическое давление.

Ошибка игнорирования атмосферной составляющей абсолютного давления может быть продемонстрирована путем исследования закрытого баллона с идеальным газом с температурой 77 ° по Фаренгейту (25 ° по Цельсию) и объемом 1.0 м ³ . Если манометр на баллоне показывает 100 кПа, а атмосферное давление не учитывается, то расчетное количество молей газа в баллоне составляет примерно 40,34. Если атмосферное давление также составляет 100 кПа, тогда абсолютное давление на самом деле составляет 200 кПа, а правильное количество молей составляет 80,68. Фактическое количество молей в два раза превышает исходное количество, что демонстрирует важность использования правильного давления.