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介绍了常规仪器的分类。下一阶段需要了解单位、误差、绘图符号、标准仪器等仪器的相关知识。只有对这里有了清晰的认识,才能顺利学习下一阶段的仪器原理、电路测试、安装等知识。
仪器用于很多单位,不同的测量环境和不同的工艺要求造就了不同的仪器单位。同理,测量压力时需要MPa,压力低时用Pa。都有一定的换算关系。今天来说说仪器单位和换算。
压力单位
我们在工作和生活中经常会感受到来自各方面的压力。我们通过叹气、喝酒、聊天来表达这些压力。这些都是无法确切表达的东西。但是在工业生产中,我们需要用准确的数字和单位来表达真实的压力。
压力有多大?
垂直作用在单位面积上的力叫做压力。
在国际单位制(SI)和我国法定计量单位中,压力的单位是“帕斯卡”,简称“Pa”,符号
就是“啪”。
即1N的力垂直均匀作用在1m2的面积上形成的压力值为1Pa。
压力和力与受力面积之间的关系是:
其中包括:
p代表压力。
f代表垂直力(压力)
s代表应力区。
单位:
过去使用的压力单位,如“工程大气压”(kgf/cm2)、“毫米汞柱”(mmHg)、“毫米水柱”(mmH2O)、“物理大气压”(atm)、“巴”、“PSI”,应改为法定计量单位Pa。它们之间的转换关系如下:
1千克力/平方厘米= 0.9807×10^5Pa
1mmH2O = 0.9807×10^1Pa
1毫米汞柱= 1.332×102帕
1大气压= 1.01325×105帕
1巴= 105帕
1PSI=6.89×103Pa
1MPa=10^3KPa=10^6pa
水银测量大气压水银测量大气压
你还记得压力的关系吗?
压力之间的关系压力之间的关系。
标准大气压是1.013×10⁵帕,大气压的数值相当于一个约76厘米(760毫米)的水银柱产生的压力,这是大气压的量级。
还记得初中物理的马德堡半球实验吗?第一次证明有大气压,而且很大。
温度单位
温度与我们的生活密切相关。无论我们在近几年疫情期间去哪里的公共场所,都会有人拿着测温枪去测量体温。我们都知道,度日测得的温度是摄氏度。但这不仅仅是摄氏度-日。它还有什么其他单位?怎么换算?
1848年,威廉·汤姆首先根据热力学第二定律提出了热力学温标,其中温度只与热有关,与物质无关。因为用开尔文概括,所以又叫开尔文温标,用符号k表示,是国际基本单位之一。
根据热力学中的卡诺定理,如果在温度为T1的热源和温度为T2的冷源之间实现卡诺循环,则存在以下关系:
Q1——从热源到热机的传热
Q2——从热机到冷源的热传递
如果公式中指定了另一个条件,则温标完全可以由卡诺循环中的传热来确定。1954年,国际计量大会选定水的三相点为273.16,并以1/273.16为一度,从而完全确定了热力学温标,即T=273.16(Q1/Q2)。
为解决国际温度标准的一致性和实用性问题,经国际协商决定建立一种既能反映热力学温度(即保证一定的准确度),又使用方便、易于实现的温标,即1968年国际实用温标(简称IPTS-68),又称国际温标。
1968年国际实用温标规定热力学温度为基础温度,用T表示,单位为开尔文,符号为k,1K定义为水三相点热力学温度的1/273.16。水的三相点是指纯水在固、液、气平衡时的温度。热力学温标规定三相点温度为273.16 K,这是建立温标的唯一参考点。
那么摄氏度是怎么来的呢?
摄氏/摄氏度温标
18世纪,瑞典人珀尔修斯提出:
如果冰水混合物的温度设为0℃,沸水为100℃,中间分成100份,则得到测温标准。冰水混合物0°C,热水100°
因为他的姓,这种度日就叫摄氏。但是,摄氏度的度数毕竟是人为设定的。然后开尔文提出
以绝对零度为起点,建立更科学的开尔文温度,
开尔文温度=摄氏温度+273.15度
摄氏温标是工程中最常见的温标。摄氏温标将标准大气压(即101325Pa)下水的冰点和沸点分成100等份,每等份称为一摄氏度(摄氏,℃),一般用小写字母t表示,结合热力学温标单位开尔文。
t=T-273.15 ℃
T=t+273.15 K
其实还有一种温标是人们很少用的,那就是华氏温标。美国、缅甸和利比里亚都使用华氏温标。
714年,荷兰人瓦伦哈特设定了华氏温标。他把一定浓度盐水的温度定在0℉,纯水的温度定在32 ℉,标准大气压下水的沸腾温度定在212℉。中间被分成180等份,每个等份代表1度。这是华氏温标,用符号f表示,这是华氏温度。
双标温度计双温度计
华氏温度、开尔文温度和摄氏温度之间的换算
转换公式:
F=(℃×9/5)+32
℃=(F-32)×5/9
K=℃+273.15
类型:
K ——开尔文温度(热力学温度),
摄氏度-摄氏温度
华氏温度
k =(F-32)×5/9+273.15 = 5F/9+253605….
F=(K-273.15)×9/5+32
流量单位
流速是单位时间内流经一段管道的流体量。
体积流量q,质量流量m。
它们之间的关系是:
M = q ρ或Q=M/ρ
ρ是介电密度。
1.立方体的
立方:管道的圆形面积乘以介质在管道中流动的距离,即介质每分钟每小时流动多长时间。
气体的温度和压力对其体积有很大影响。在不同的温度和压力下,气体的体积变化很大。所以单纯用气体的体积来衡量气体的实际量是没有说服力的。
标准方法是以标准温度和压力下的气体状态为基础,将气体的体积换算成标准温度和压力下的体积值。这样,当气体换算成标准温度和压力时,气体的量就换算成更直观的数值,便于计算和控制。
标准方是标准立方的简称,是气体流量的常用单位。
你是怎么中标的?
标准压力条件国内外均采用标准大气压,即101.325 kPa,但温度条件不同:
一种是用0℃,在这种状态下测得的1m气体的体积称为1标准立方米,简称1标准立方米。写成1 nm或者1 m
另一个是20℃或60℉(15.6℃)。与前一种标准状态不同,在这种状态下测得的1m3气体的体积称为1参考立方米,简称1立方米或简称1立方米,记为1m。
因为气体的体积与压力成反比,与温度成正比。即压力越大,体积越小,温度越高,体积越大。转换公式出现在不同的压力和温度下。
理想气体方程可用于计算:
(P1*V1)/T1=(P2*V2) /T2
P1为0.1Mpa,T1为273.15K(标准温度和压力下的压力和温度)。
P2是你的实际压力,T2是你的实际温度,V2是你的实际体积。
质量
质量是物体的物理属性,是物质惯性的度量,是一个正标量。它是质量物理学中的一个基本概念,其含义和内容随着科学的发展而不断明确和丰富。起初,牛顿将质量描述为物质的数量,即物质数量的度量。
常用的质量单位是千克每小时(kg/h)和吨每小时(t/h)。
这里介绍工业仪表中常用的单位。有不对的地方请指正。
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