KHÁI NIỆM ÁP SUẤT, CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VỀ ÁP SUẤT KHI HIỆU CHUẨN

1/. Khái niệm áp suất

Áp suất = Lực tác dụng/ Diện tích à P = F/S

Với điều kiện F được phân bố đều

a/. Điểm áp suất “0” và áp suất tuyệt đối:

Theo thuyết động học phân tử thì nguyên nhân của áp suất là do va chạm của các phân tử, độ lớn của áp suất này tỷ lệ với số lần va chạm trong một đơn vị thời gian của các phần tử có trong một đơn vị thể tích.

Như vậy áp suất bằng không khi và chỉ khi trong thể tích chứa khí không còn phân tử khí.

Điểm áp suất bằng “0” này người ta gọi là điểm “0” tuyệt đối. Giá trị áp suất tính từ điểm “0” tuyệt đối này được gọi là áp suất tuyệt đối.

Áp suất khí quyển là áp suất tuyệt đối đo được ở điều kiện khí quyển.

b/. Điểm “0” qui ước hay điểm “0” tương đối:

Điểm áp suất lấy làm mốc là áp suất khí quyển được gọi là điểm “0” qui ước hay điểm “0” tương đối.

Những giá trị áp suất lớn hơn áp suất khí quyển được gọi là áp suất dư và những áp kế đo áp suất dư gọi là áp kế.

Những giá trị áp suất khí quyển được gọi là áp suất âm và những áp kế đo áp suất âm gọi là chân không kế

2/. Đơn vị áp suất

Đơn vị áp suất trong hệ SI là pascan, ký hiệu là Pa, với định nghĩa: Pascan là áp suất gây trên diện tích phẳng 1 mét vuông bởi một hệ vuông góc phân bố đều mà tổng là 1 newton:

1 Pa = 1N/ m2

Vì Pa quá nhỏ nên trong qui định về đơn vị đo lường hợp pháp nước ta cho sử dụng đơn vị bar (ký hiệu bar)

3/. Hệ thống chuẩn áp suất

Chuẩn để thể hiện, duy trì đơn vị đo áp suất hiện nay thường là các loại áp kế pittông, áp kế hiện số và cả áp kế lò xo có độ chính xác phù hợp. Dưới đây là sơ đồ liên kết chuẩn hiện có của Trung tâm đo lường.

Sơ đồ liên kết chuẩn áp suất của P. ĐL DT-

4/. Phân loại phương tiện đo áp suất

Có thể phân loại phương tiện đo áp suất theo dạng áp suất, nguyên lý hoạt động và theo cấp chính xác.

4.1/. Theo dạng áp suất

Áp suất bao gồm các dạng sau: áp suất khí quyển, áp suất dư, áp suất âm. Tuỳ theo các dạng áp suất mà người ta sử dụng phương tiện đo khác nhau.

– Khí áp kế (barômét): đo áp suất khí quyển

– Áp kế, áp – chân kế, hoặc áp kế chính xác: đo áp suất dư

– Chân không kế, áp – chân không kế, khí áp kế chân không, và áp kế hút: đo áp âm

– Áp kế hiệu số: đo áp suất hiệu

– Để đo áp suất tuyệt đối phải dùng hai phương tiện đo là áp kế và khí áp kế khi áp suất tuyệt đối lớn hơn áp suất khí quyển hoặc phải dùng khí áp kế và chân không kế khi áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất khí quyển.

4.2/. Theo nguyên lý hoạt động

Có 5 nhóm chính:

n Áp kế kiểu lò xo

n Áp kế píttông

n Áp kế kiểu chất lỏng

n Áp kế theo nguyên lý điện

n Áp kế liên hợp

+ Áp kế kiểu lò xo: Nguyên lý hoạt động của loại áp kế này là dựa vào sự biến dạng đàn hồi của phần tử lò xo dưới tác dụng của áp suất. Độ biến dạng thường được phóng đại nhờ cơ cấu truyền động phóng đại và cũng có thể chuyển đổi thành tín hiệu truyền đi xa

+ Áp kế kiểu pittông: Loại áp kế này dựa vào nguyên lý tải trọng trực tiếp: áp suất đo được so sánh với áp suất do trọng lượng của pittông và quả cân tạo ra trên tiết diện của pittông đó.

+ Áp kế kiểu chất lỏng: Loại áp kế dựa vào nguyên lý hoạt động thuỷ tĩnh: áp suất đo được so sánh với suất của cột chất lỏng có chiều cao tương ứng. Ví dụ áp kế thuỷ ngân, áp kế chữ U, áp chân không, áp kế bình hoặc áp kế bình với ống nghiêng có góc nghiêng cố định hay thay đổi,…

+ Áp kế theo nguyên lý điện: Loại áp kế này dựa vào sự thay đổi tính chất điện của các vật liệu dưới tác dụng của áp suất. Áp kế dựa vào sự thay đổi điện trở gọi là áp kế điện trở hay theo tên của loại dây dẫn. Ví dụ áp kế điện trở maganin. Áp kế dùng hiệu ứng áp điện gọi là áp kế điện. Ví dụ muối sec-nhéc, tuamalin, thạch anh

+ Áp kế liên hợp: Ở áp kế liên hợp người ta sử dùng kết hợp các nguyên lý khác nhau. Ví dụ: một áp kế vừa làm việc theo nguyên lý cơ, vừa làm việc theo nguyên lý điện.

4.3/. Theo cấp chính xác

Tất cả các phương tiện đo áp suất dùng vào các mục đích khác nhau đều được phân loại theo cấp chính xác. Đối với áp kế lò xo hay hiện số, cấp chính xác được ký hiệu bằng một chữ số thập phân tương ứng với độ lớn của giới hạn sai số cho phép biểu thị theo phần trăm giá trị đo lớn nhất, ví dụ: áp kế lò xo cấp chính xác 2,5, phạm vi đo 100 bar thì sai số cho phép là 2,5 bar

Đối với áp kế pittông hoặc chất lỏng thì sai số này được tính theo phần trăm giá trị tại điểm đo. Ví dụ: áp kế píttông 3DP 50, có phạm vi đo (1-50) bar, cấp chính xác 0,1, sai số cho phép lớn nhất tại điểm đo 15 bar sẽ là 0,015 bar và tại 50 bar là 0,05 bar.

Cấp chính xác của các phương tiện đo áp suất được qui định theo hai dãy cấp chính xác sau:

0,0005; 0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0,16; 0,20; 0,25; 0,4; 0,5; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; và 0,0005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,6; 1; 1,6; 2; 2,5; 4; 6.

(ST)