13. Датчики давления Общие сведения

В Международной системе единиц (СИ), принятой в 1960 году, единицей силы является Н (ньютон), а единицей площади — м². Отсюда определяется единица давления паскаль Па=1 н/м² и ее производные, например, килопаскаль (1 кПа=10³ Па), мегапаскаль (1 МПа=10³ кПа=10⁶ Па). Наряду с системой СИ в области измерения давления продолжают использоваться единицы и других, более ранних систем, а также внесистемные единицы. В технической системе единиц МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда) сила измеряется в килограммах силы (1 кгс=9,8 Н). Единицы давления в МГКСС — кгс/м² и кгс/см²; единица кгс/см² получила название технической, или метрической атмосферы (ат). В случае измерения в единицах технической атмосферы избыточного давления используется обозначение «ати».

В физической системе единиц СГС (сантиметр, грамм, секунда) единицей силы является дина (1 дин=10^-5 Н). В рамках СГС введена единица давления бар (1 бар=1 дин/см²). Существует одноименная внесистемная, метеорологическая единица бар, или стандартная атмосфера (1 бар=10⁶ дин/см²; 1 мбар = 10^-3 бар = 10³ дин/см²), что иногда, вне контекста, вызывает путаницу. Кроме указанных единиц на практике используется такая внесистемная единица, как физическая, или нормальная атмосфера (атм), которая эквивалентна уравновешивающему столбу 760 мм рт. ст.

Изредка находит применение единица давления из системы единиц МТС (метр, тонна, секунда) пьеза (1 пз = 1 сн/м², где 1 сн = 10⁸ дин — сила в 1 стен, сообщающая телу массой в 1 тонну ускорение 1 м/с²). В англоязычных странах широко распространена единица давления пси (psi=lbf/in²) — фунт силы на квадратный дюйм (1 фунт= 0,4536 кг). При измерении абсолютного и избыточного давления используются соответственно обозначения psia (absolute — абсолютный) и psig (gage — избыточный).

Для приблизительных оценок и расчетов давления с относительной погрешностью не более 0,5% полезно использовать следующие соотношения:

1 ат = 1 кгс/см² = 10⁴ кгс/м² = 0,97 атм = 0, 98·10³ мбар = 0,98 бар = 10⁴ мм вод.ст. = 10 м вод.ст =735 мм рт.ст. = 0,98·10⁵ Па = 98 кПа= 0,098 МПа

С ошибкой в 2% можно пренебречь разницей между технической атмосферой, стандартной атмосферой (баром) и десятой частью мегапаскаля (1 ат = 1 бар = 0,1 МПа), а с ошибкой в 3 % — разницей между технической и физической атмосферами (1 ат = 1 атм). На практике из-за использования разнородного гидравлического и измерительного оборудования разных изготовителей и стран, причем нередко давнего года выпуска, потребность перевода одних единиц давления в другие возникает постоянно. Приведенные таблица и соотношения позволят быстро справиться с такими задачами.

Диапазон давлений, измеряемых в технике, достигает 17 порядков: от 10^-8 Па в электровакуумном оборудовании до 10³ МПа при обработке металлов давлением, а дифманометры с таким диапазоном измерения называются микроманометрами (ГОСТ 8.271-77). Технические характеристики всех этих средств измерения давления определяются соответствующими общими техническими условиями (ГОСТ 2405-88, ГОСТ 18140-81 и другими).