2024年4月14日发(作者：翠元芹)

流动参数的测量

一、静压强的测量

在流体力学实验中，压强是描述流体状态和运动的主要参数之一。设

S

为流体中任意

小的面积，

P

为与

S

相邻的流体微团作用在该微团上的力，当

S

无限缩小并趋于一点

时，其上的压力由数学表示为

P



lim



P



S





S

通过测量压强还可以求得流体速度、流量等许多力学量。因此在流体力学实验中，压

强的测量是最基本和最重要的测量。由于压强测量都是以差值的方式出现，即压强值都是相

对某个基准而言的。常用的基准有绝对压强和计示压强，绝对压强是以完全真空为基准计量

的压强；计示压强是以当地大气压强为基准计量的压强。

压强分静压强、动压强和总压强，总压强=动压强+静压强

1）静压强：流场中某一点得静压强指的是该点三个方向法向压强的平均值

1

P(



11





22





3

)

3

，对管流来说，就是对管壁的法向压强，该压强不会引起流线变化

3

或者可以理解为一个与流体同样的运动速度的物体所受到的压强，一般采用管壁上引出或采

用有侧孔的探头测量。

2）总压：又称驻点压强。流体受到滞止，在没有任何能量损失的情况下速度降至零

时的驻点压强，一般采用有迎流矢方向测孔的探头测量。

3）动压强：引起流体运动的压强，用总压强减静压强所得。

测量压强的仪表称为测压计。根据测量方式的不同，测压计分为三类：第一类液柱式测

压计，它们是根据流体静力学基本方程式利用液柱高度直接测出压强的。它们测量准确，可

测微压，不适用于高压的测量，下面将作详细阐述。第二类金属式测压计，它们是利用金属

的弹性变形并经过放大来测出压强的，是间接测量法。图1中用椭圆断面的金属弯管来感受

压强的波登管测压计和b中用金属膜片来感受压强的膜片式测压计都是这种测压计。它们可

测较高的压强，不适于微压的测量。长期使用，金属的弹性

变形会有变异，需要定期标定。第三类电测试测压计，它们

是利用感受元件受力时产生压电效应、压阻效应等的电讯号

来测量压强的，是间接测量法。图2为压电晶体式传感器的

结构示意图，常用的还有应变片式传感器等。它们测量准确、

灵敏，可测动态压强，且可小型化，特别适用于自动化测量。

图1

它们受环境的影响较大，反复使用也会产生变异，使用前要进

行标定。

下面介绍几种常见的液柱式测压计。

1、 测压管

如图3，测压管是结构最简单的液柱式测压计，采用直径均

匀的玻璃管制造，测量时将其直接连接到测量压强的容器上。

为了减小毛细现象的影响，玻璃管的直径一般不小于10mm。图

3(a）为被测流体的压强高于大气压强的情况。

被测点的绝对压强和计示压强分别为：

图2

pp

a





gh

p

e

pp

a





gh

（b）为被测流体的压强低于大气压强的情

况。被测点的绝对压强和真空分别为

图3

pp

a





gh

p

v





gh

2、 U形管测压计

图4所示为U形管测压计。为减小毛细

现象影响对管径的要求同上，它的测压量程

比测压管大。U形管中的工作液体一般为水、

酒精或水银，假设其密度为



2

，被测流体的

密度为



1

，图中（a）为被测流体的压强高

于大气压强的情况，由于点1和点2在同一流体的水平线－等压面上，故

p

1

p

2

，由

图

p

1

p



1

gh

1

p

2

p

a





2

gh

2

故有

pp

a





2

gh

2





1

gh

1

p

e

pp

a





2

gh

2





1

gh

1

图4（b）为被测流体的压强低于大气压强的情况。按照同样的方法可得

2024年4月14日发(作者：翠元芹)

流动参数的测量

一、静压强的测量

在流体力学实验中，压强是描述流体状态和运动的主要参数之一。设

S

为流体中任意

小的面积，

P

为与

S

相邻的流体微团作用在该微团上的力，当

S

无限缩小并趋于一点

时，其上的压力由数学表示为

P



lim



P



S





S

通过测量压强还可以求得流体速度、流量等许多力学量。因此在流体力学实验中，压

强的测量是最基本和最重要的测量。由于压强测量都是以差值的方式出现，即压强值都是相

对某个基准而言的。常用的基准有绝对压强和计示压强，绝对压强是以完全真空为基准计量

的压强；计示压强是以当地大气压强为基准计量的压强。

压强分静压强、动压强和总压强，总压强=动压强+静压强

1）静压强：流场中某一点得静压强指的是该点三个方向法向压强的平均值

1

P(



11





22





3

)

3

，对管流来说，就是对管壁的法向压强，该压强不会引起流线变化

3

或者可以理解为一个与流体同样的运动速度的物体所受到的压强，一般采用管壁上引出或采

用有侧孔的探头测量。

2）总压：又称驻点压强。流体受到滞止，在没有任何能量损失的情况下速度降至零

时的驻点压强，一般采用有迎流矢方向测孔的探头测量。

3）动压强：引起流体运动的压强，用总压强减静压强所得。

测量压强的仪表称为测压计。根据测量方式的不同，测压计分为三类：第一类液柱式测

压计，它们是根据流体静力学基本方程式利用液柱高度直接测出压强的。它们测量准确，可

测微压，不适用于高压的测量，下面将作详细阐述。第二类金属式测压计，它们是利用金属

的弹性变形并经过放大来测出压强的，是间接测量法。图1中用椭圆断面的金属弯管来感受

压强的波登管测压计和b中用金属膜片来感受压强的膜片式测压计都是这种测压计。它们可

测较高的压强，不适于微压的测量。长期使用，金属的弹性

变形会有变异，需要定期标定。第三类电测试测压计，它们

是利用感受元件受力时产生压电效应、压阻效应等的电讯号

来测量压强的，是间接测量法。图2为压电晶体式传感器的

结构示意图，常用的还有应变片式传感器等。它们测量准确、

灵敏，可测动态压强，且可小型化，特别适用于自动化测量。

图1

它们受环境的影响较大，反复使用也会产生变异，使用前要进

行标定。

下面介绍几种常见的液柱式测压计。

1、 测压管

如图3，测压管是结构最简单的液柱式测压计，采用直径均

匀的玻璃管制造，测量时将其直接连接到测量压强的容器上。

为了减小毛细现象的影响，玻璃管的直径一般不小于10mm。图

3(a）为被测流体的压强高于大气压强的情况。

被测点的绝对压强和计示压强分别为：

图2

pp

a





gh

p

e

pp

a





gh

（b）为被测流体的压强低于大气压强的情

况。被测点的绝对压强和真空分别为

图3

pp

a





gh

p

v





gh

2、 U形管测压计

图4所示为U形管测压计。为减小毛细

现象影响对管径的要求同上，它的测压量程

比测压管大。U形管中的工作液体一般为水、

酒精或水银，假设其密度为



2

，被测流体的

密度为



1

，图中（a）为被测流体的压强高

于大气压强的情况，由于点1和点2在同一流体的水平线－等压面上，故

p

1

p

2

，由

图

p

1

p



1

gh

1

p

2

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a





2

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2

故有

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2

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

1

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1

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



2

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2

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

1

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1

图4（b）为被测流体的压强低于大气压强的情况。按照同样的方法可得