外面是一片丛林!
世界上有很多不同的压力单位在使用,有时这可能会非常混乱,可能会导致危险的误解。
在这篇博文中,我将讨论不同压力单位和不同压力单位族的基础知识。
如果您只是想在不同的压力单位之间进行转换,请查看我们的方便免费压力单位转换器.
目录
既然我们在谈论压力,让我们从如何校准压力变送器的视频开始:
什么是压力?
当我在这篇文章中谈到压力时,它并不是指你在工作中可能遭受的压力,而是指物理量。最好先快速看一下压力的定义,这也将有助于更好地理解一些压力单位。
如果你还记得在学校里学过的物理,但我们大多数人都不记得了,这里有一个简短的提醒:压力的定义是垂直于表面的面积上的力。通常用公式p = F/A表示。压力用字母“p”表示,尽管在某些场合也可以看到大写字母“p”。
那么这个单位面积的力在实际中意味着什么呢?它的意思是有一定的力作用在一个特定的区域。当我们看力的时候,它被指定为质量乘以重力。由于有如此多不同的工程单位用于质量和面积,这些组合的数量是巨大的。此外,还有很多压力单位的名称中并没有直接包含质量和面积,尽管它们的定义中经常包含质量和面积。
值得注意的是,在实践中,“力”并不总是包含在压力单位名称中。例如,压力单位kg -力每平方厘米应表示为kgf/cm²,但通常表示为kg/cm²而不带“f”。类似地,磅力每平方英寸(pfsi)通常表示为磅每平方英寸(psi)。
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国际单位制(SI) /公制
让我们从国际单位制开始研究压强单位,国际单位制是从公制衍生出来的。既然我提到了公制,我可以看到你们中的一些人已经后退了一步,但请跟上我!
国际单位制是世界上使用最广泛的测量系统。这本书出版于1960年,但在那之前已经有很长的历史了。
帕斯卡单位,压力的国际单位
帕斯卡的名字是为了纪念法国物理学家布莱斯·帕斯卡。
帕斯卡(Pa)压力单位是SI(国际单位制)中的基本压力单位单位)系统。
帕斯卡并不像1971年采用的国际单位制那样古老。
帕斯卡是所谓的“国际单位制衍生单位”的压力,因为它是从国际单位制中指定的基本单位衍生出来的。
1帕斯卡的定义是每平方米1牛顿的压强。
一牛顿是使一千克质量以每秒一米的速度加速所需要的力。
所以我们可以说1牛顿等于1 kgm/s²。
用公式表示帕斯卡(Pa):
帕斯卡是一个非常小的压力单位,经常与不同的前缀一起使用。公倍数包括百帕斯卡(1 hPa = 100 Pa)、千帕斯卡(1 kPa = 1 000 Pa)和兆帕斯卡(1 MPa = 1 000 000 Pa)。
标准大气压超过10万帕斯卡,确切地说是101 325帕,或101.325千帕。
在我们(Beamex)认可的校准实验室中,我们在校准证书中记录帕斯卡的所有压力校准(具有合适的倍数)。
我们通常在洁净室压差测量变送器或压力表中看到帕斯卡压力单元,因为不同房间/区域之间的差异通常只有几十帕斯卡。
校准这些非常低压的仪器本身就是一个挑战。
在帕斯卡的定义之外,千克力可以用不同的单位代替,比如g(克)力,米可以用厘米或毫米代替。通过这样做,我们可以得到很多其他的组合或者压强单位,比如kgf/m²,gf/m²,kgf/cm²,gf/cm²,kgf/mm²,gf/mm²,举几个例子。
单位“bar”在一些地区仍然经常使用。它以公制为基础,但不属于国际单位制。巴是100,000倍帕斯卡(100倍kPa),无论如何都很容易转换。在某些地区(如美国NIST),不建议使用bar被广泛使用。
就像所有的压力单位,SI或非SI,我们可以在它们前面使用常见的前缀/系数,最常用的是毫(1/100),centi (1/10), hecto (100), kilo(1000)和mega(1000000)。举几个例子,已经有了不同的Pa的版本,都是常用的:Pa,kPa hPa MPa。单位bar最常用不带前缀或带前缀milli: bar, mbar。
但是把所有的质量单位和国际单位制的面积单位结合起来,我们得到了很多组合。
虽然大多数国家使用的是国际单位制,但仍有许多其他的压力单位也在使用。下面我们来看一下。
英制单位
在使用英制的国家(如美国和英国),质量和面积的工程单位与国际单位制不同。因此,这也创造了一套全新的压力单位。质量通常以磅或盎司为单位,面积和距离则以英寸或英尺为单位。
压强单位是lbf/ft²,psi, ozf/in²,iwc, inH2O, ftH2O。
在美国,最常用的压力单位是磅每平方英寸(psi)。对于过程工业,一个常见的单位也是英寸水(inH2O),它来源于液位测量和柱中水的压力差的历史测量。
液柱单元
老式的压力测量装置通常是用透明u形管中的液体制成的。如果管子两端的压力相等,则两侧的液位在同一水平面上。但是如果压强不同,那么液位也会不同。水位差与压差成线性正比。在实践中,你可以让管子的一边对着房间的大气压力敞开,然后把要测量的压力连接到另一边。就目前大气压力而言,它是一种被测量的表压类型。
压力刻度标在管上,所以你可以通过阅读液位的差异来读取压力。当施加压力时,它会改变液位,我们可以读取值。这听起来很简单,没有电子器件,没有易损件,所以可能会出什么问题……好吧,让我们看看吧。
色谱柱中最常用的液体显然是水。但是为了能够用更小的u形管测量更高的压力,就需要更重的液体。其中一种液体是汞(Hg),因为它比水重得多(13.6倍)。当你使用较重的液体时,你不需要那么长的柱来测量更高的压力,所以你可以做一个更小更方便的尺寸柱。例如,血压以前是用水银柱测量的(现在有时也是)。主要使用水银柱,因为在相同的压力范围内,水柱的长度是水银柱的13.6倍,在正常的房间中使用水银柱是不实际的。因此,即使在今天,血压的单位通常是一毫米汞柱(mmHg)。
液柱压力装置的一个常见的工业应用是测量罐内的液位。例如,如果你有一个20英尺(或6米)高的水箱,你想测量水箱中的水位,那么安装一个0到20英尺水位刻度的压力指示器听起来很合理,因为这会直接告诉你水位是多少(示例图中是13英尺)。
回到水柱:很明显,当对U形柱进行长度指示时,使用了许多不同的长度单位,包括公制和非公制。这就产生了许多不同的压力单位。
虽然液体柱听起来很简单,但重要的是要记住液体的重量取决于当地的重力,所以如果你在一个地方校准了柱,然后把它带到另一个地方(遥远的,不同的海拔),它可能不再正确测量了。因此重力校正需要精确。
此外,液体的温度会影响液体的密度,这也会轻微影响u型管的读数。有各种不同的基于液体柱的压力单位可用,在压力单位中指定液体温度,最常用的温度是0°C, 4°C, 60°F, 68°F。但也有水柱单元,它没有显示水温。这些是基于水的理论密度,为1公斤/1升(ISO31-3, BS350)。实际上,水的密度从来没有那么高。水的最高密度是在+4°C(39.2°F),大约是0.999972千克/升。当温度高于或低于+4℃时,水的密度减小。温度对密度有很大的影响,例如从+4°C到+30°C会改变水密度下降0.4%左右。
最后,机械液体柱的可读性通常是非常有限的,所以你不能得到非常精确的测量。由于机械的限制,u形管不能用于高压。所有这些问题使得u形管液体柱不太实用。此外,现代数字压力测量设备已经取代了液体柱。但许多在液柱时代创造的压力单位保留了下来,并在今天仍在使用。简要总结液柱压力单元:
•对于长度,我们有很多单位;毫米,厘米,米,英寸和英尺。
•然后我们有不同液体的列,比如水(H2O)和汞(Hg)。
•我们在温度下有不同密度的水柱单元,如0°C, 4°C, 60°F和68°F,以及理论密度。
通过结合所有这些,我们得到了一个很长的压力单位列表,只提几个:mmH₂O, cmH₂O, mH2O, mmHg, cmHg, mHg, iwc, inH2O, ftH2O, inHg, mmH2O@4°C, mmH2O@60°F, mmH2O@68°F, cmH2O@4°C, cmH2O@60°F, cmH2O@68°F, inH2O@60°F, inH2O@68°F, inH2O@4°C, ftH2O@60°F,ftH2O@68°F, ftH2O@4°C等等。
大气的单位
为了测量大气的绝对压力,已经创建了专门的压力单位。其中之一是标准大气压(atm),它被定义为101325帕斯卡。更让人困惑的是,这里还有一种技术氛围(at),它非常接近,但与atm不太一样。技术大气压是每平方厘米一公斤的力。所以1at大约等于0.968 atm。
另一种用于测量大气绝对压力的压力单位是托,是标准大气压的1/760。torr是绝对压强单位,虽然通常不被提及,你只需要知道它,这可能会引起困惑。托尔最初的意思是与1毫米汞相同,尽管后来的定义显示两者之间的差异非常小。Torr不是国际单位制的一部分。
Cgs压力单位
缩写“研究生院理事会”来源于单词"centimetre-gram-second”。正如这些单词所暗示的那样,cgs单位是公制单位的变体,但它用厘米代替米作为长度单位,用克代替公斤作为质量单位。
不同的cgs机械单位是由使用这些cgs基本单位衍生出来的。
cgs是一个相当古老的系统,主要被MKS(米千克秒)系统所取代,然后被SI系统所取代。然而,你有时仍然会遇到cgs单位的压力。
cgs基压单位为巴列(Ba),等于1达因每平方厘米。
达因是将1克质量加速到1厘米/秒/秒所需的力。
作为压力单位换算,1barye (Ba) = 0.1 Pascal (Pa)。
还有更多……
除了以上所有的压力单位,还有很多
更多的现有…
举个例子,在一个Beamex MC6校准器,有超过40种不同的压力单位,还有一些为寻求刺激的人定制的单位。
压力单位转换标准
如果你用压力来工作,你知道压力是用一个特定的压力单位表示的,你需要把它转换成另一个压力单位,这是很常见的。
压力单位是以标准为基础的,单位之间的转换也要以标准为基础。最常见的压力单位标准是:
- 如果系统
- ISO31-3
- ISO 80000 - 4:2006
- BS350
- PTB-Mitteilungen 100 3/90
- 佩里化学工程师手册,第6版,1984
压力单元转换工具
我试着在不同的压力单位之间做一个转换表,但是这个表很快就变成了一个巨大的矩阵,对你来说根本不容易使用。因此,我们没有制作一个转换表,而是为我们的网站开发了一个在线压力单位转换器。有了这个转换器,您可以轻松地将压力读数从一个单位转换为其他单位。请按连结查看压力单位转换器。
下面是压力单位转换器的示例截图,当将1mpa转换为其他单位时:
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Beamex压力校准工具
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