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压力 (醫學)」。
壓力 (pressure[1])是物体间相互挤压而垂直作用在物体表面的一种弹性力[2][3][4],其作用效果用压力除以受力面积表示,同称压力[5][4](pressure,常以为符号),在中国大陆又称压强(如物理学中通称“压强”[6][7]、基础教育阶段只称“压强”,而將“压力”一詞指稱「compressive force」[8])。壓力可用任意之力單位與面積單位進行測量,但因各学科与历史因素,其单位多样化,如:mmHg、mmH2O、torr、Pa、bar、psi、atm、Ba、g/cm2、kg/cm2、msw、fsw等等。但是,國際單位制以帕斯卡(每單位平方公尺的牛頓)為壓力單位。
絕對壓力為相對壓力(又稱計式壓強)加上該地大氣壓力。日常生活中用的壓力計,如車胎壓、血壓通常是測量相對壓力[9]。
壓力在公式中常以英文字母「p」表示。壓力與力和面積的關係如下:[10]
其中:
- 代表壓力
- 代表垂直作用力
- 代表受力面積
或寫成微分形式:
其中的負號表示力(朝向物體)與法向量的方向(從物體出發)相反。
根据上述公式,可以推导出计算液体壓力的公式:
即:
其中:
- 表示壓力
- 表示液體的密度
- 表示重力加速度
- 表示物體表面離液面的距離
單位
表中等號 = 表示精確值,约等號 ≈ 表示近似值,而恆等號 ≡ 表示定義值。
壓強单位
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帕斯卡(Pa) |
巴(bar) |
工程大气压(at) |
标准大气压(atm) |
托(Torr) |
磅力每平方英寸(psi)
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1 Pa
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≡ 1 牛顿/平方米
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= 10−5 bar
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≈ 10.197×10−6 at
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≈ 9.8692×10−6 atm
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≈ 7.5006×10−3 Torr
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≈ 145.04×10−6 psi
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1 bar
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= 100,000 Pa
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≡ 106 达因/平方厘米
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≈ 1.0197 at
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≈ 0.98692 atm
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≈ 750.06 Torr
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≈ 14.504 psi
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1 at
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= 98,066.5 Pa
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= 0.980665 bar
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≡ 1 千克力/平方厘米
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≈ 0.96784 atm
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≈ 735.56 Torr
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≈ 14.223 psi
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1 atm
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= 101,325 Pa
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= 1.01325 bar
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≈ 1.0332 at
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≡ 101 325 帕
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= 760 Torr
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≈ 14.696 psi
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1 Torr
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≈ 133.322 Pa
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≈ 1.3332×10−3 bar
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≈ 1.3595×10−3 at
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≈ 1.3158×10−3 atm
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≡ 1 毫米汞柱
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≈ 19.337×10−3 psi
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1 psi
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≈ 6,894.76 Pa
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≈ 68.948×10−3 bar
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≈ 70.307×10−3 at
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≈ 68.046×10−3 atm
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≈ 51.715 Torr
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≡ 1 磅力/平方英寸
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压强与能量密度
在中子星的形成条件中,由于压强与能量的体积密度具有相同的量纲,有时使用压强来表示能量密度的数值。相关的数学关系可以在统计物理学中推得。
压力检测办法
压力表分类
压力检测仪表按照其转换原理不同,可分为液柱式、弹性式、活塞式和电气室四大类。
它们的工作原理、主要特点、应用场合列表
压力检测仪表的种类
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检测原理
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主要特点
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用 途
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液柱式压力计
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U型管压力计
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液体静力平衡原理(被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡)
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结构简单、价格低廉、精度较高、使用方便。但测量范围较窄,玻璃易碎
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适于低微静压测量,高精确度者可用作基准器,不适于工厂使用
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单管压力计
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倾斜管压力计
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补偿微压计
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自动液柱式压力计
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弹性式压力计
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弹簧管压力计
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弹性元件弹性变形原理
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结构简单、牢固,使用 方便,价格低廉
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用于高、中、低压的测量,应用十分广泛
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波纹管压力计
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具有弹簧管压力表的特点,有的因波纹管位移 较大,可制成自动记录型
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用于测量400 kPa 以下的压力
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膜片压力计
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除具有弹簧管压力表的特点外,还能测量黏度 较大的液体压力
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用于测量低压
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膜盒压力计
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用于低压或微压测量,其他特点同弹簧管压力表
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用于测量低压或微压
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活塞式压力计
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单活塞式压力计
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液体静力平衡原理
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比较复杂和贵重
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用作基准仪器、校验压力表或实现精密测量
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双活塞式压力计
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电气式压力计
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压力传感器
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应变式压力传感器
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导体或半导体的应变效应原理
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将压力转换成电量,并进行远距离传送
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用于控制室内集中显示、控制
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霍尔式压力传感器
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导体或半导体的霍尔效应
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压力(差压) 变送器(分常规式和智能式)
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力矩平衡式变送器
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力矩平衡原理
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能将压力表转换成统一标准电信号,并进行远距离传送
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电容式变送器
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将压力转换成电容器电容的变化
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电感式变送器
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将压力转换成电感的变化
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扩散硅式变送器
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将压力转换成硅杯的阻值的变化
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相關意義
此外,發生在兩個物體接觸表面、垂直於該表面的作用力,亦可稱為壓力。
參考文獻