Прежде чем приступать к выбору или (уже) к эксплуатации средства измерения давления, рекомендую обратить внимание на следующий момент. Числовое значение измеренного давления определяется не только принятой системой единиц, но и выбранным началом отсчета. Если с единицами измерения (бары. килопаскали, атмосферы, килограммы силы, мм рт. ст. и т.д.) всё более-менее понятно — достаточно лишь иметь таблицу перевода (знать соотношение) единиц давления, то с более простым вопросом — видами давления, почему-то, наоборот, эпизодически возникает некоторое недопонимание. Однако, если немного подумать и всё аккуратно «разложить по полочкам», то путаницы быть не должно. Вот этим мы сейчас и займёмся.
Исторически сложились три системы отсчета давления:
— абсолютная;
— избыточная;
— вакуумметрическая.
Абсолютное давление отсчитывается от, так называемого, «абсолютного нуля«. В этой «системе счисления» атмосферное давление (Ратм) будет равно:
Paтм≈100кПа
Следовательно, абсолютное давление процесса равно:
Pабс=Pатм+Pизб,
то есть, сумме давления атмосферы + рабочего давления в каком-либо аппарате или емкости.
Следует помнить, что:
Абсолютное давление всегда является величиной положительной!
В большинстве применений датчики абсолютного давления не используются, так как, если ошибочно выбрать такой тип датчика, его показания будут «плавать» ввиду суточных колебаний атмосферного давления. Основное применение этих приборов — аппараты, процессы в которых протекают под вакуумом.
Избыточное (или относительное) давление — это наиболее распространенный тип давления, которое отсчитывается уже от атмосферного давления, т.е. от «условного нуля». Чтобы перейти от абсолютного к избыточному давлению необходимо вычесть из абсолютного давления атмосферное, которое в приближенных расчетах можно принять равным 1 атм (или 1 бар) — именно для этого в датчиках избыточного давления присутствует либо капилляр, сообщающийся с окружающей средой, либо система т.н. «климатической компенсации».
Ризб=Рабс-Ратм
Иногда избыточное давление называют так же манометрическим.
Вакуумметрическим давлением или вакуумом (Рвак) называется недостаток давления до атмосферного:
Рвак=Ратм-Рабс
Избыточное давление показывает либо избыток над атмосферным, либо недостаток до атмосферного. Ясно, что вакуум может быть представлен как отрицательное избыточное давление:
Рвак= — Ризб
Несмотря на то, что преобразователи давления делятся всего на две группы: датчики избыточного давления и датчики абсолютного давления, я не даром упомянул и про вакуумметрическое давление — это даст наиболее полное понимание сути вопроса. Кстати, конструктивное отличие между датчиками абсолютного или избыточного давления — это, соответственно, всего лишь, отсутствие или наличие сообщения (вентиляции) измерительной ячейки с атмосферой.
Исходя из вышесказанного можно легко ответить на пару вопросов, возникающих в процессе подбора средств измерения, либо задаваемых кем-либо извне:
Во-первых, зная определение абсолютного давления становится понятно, почему диапазон измерения преобразователей абсолютного давления начинается не менее чем с нуля, в отличие от датчиков избыточного давления, диапазон измерения которых может начинаться как с нуля так и с отрицательных величин, но не ниже единицы со знаком «минус». 🙂
Во-вторых, если вы внимательно читали до настоящего момента, то вопрос «на миллион» о возможностях измерения «глубокого вакуума» прозвучит уже не более чем как шутка. Просто необходимо помнить, что вакуум, в первую очередь, определяется абсолютным давлением. То есть, с учётом всего выше сказанного, давление вакуума может быть теоретически равным нулю или иметь заведомо положительные значения (по абсолютной шкале). Если же давление вакуума измерять более привычным для нас датчиком избыточного давления, корпус (капилляр) которого находится под атмосферным давлением, то ниже (меньше) -1 бара, согласитесь, ну никак не получится. А если кто-то будет убеждать вас, что бывает и меньше -1 бара ( ≈ -100 кПа), просто улыбнитесь ему в ответ — спорить с ним уже поздно, да и бесполезно 😉
К примеру, давление экстремального вакуума, если его измерять, скажем, датчиком абсолютного давления составляет 0,00000000013 Паскаль, а давление в космосе колеблется от 0,00013 Па до 0,0000000000000013 Па… Здесь вопрос скорее к чувствительности и разрешающей способности датчика для измерения столь малых величин…
Кстати, наглядную разницу между датчиками абсолютного и избыточного давления можно посмотреть здесь, следите за шариком 😉