壓力測量儀表

壓力測量儀表

垂直均勻地作用于單位面積上的力稱為壓力，又稱壓強。是用來測量氣體或液體壓力的工業自動化儀表，又稱壓力表或壓力計。

壓力表可以指示、記錄壓力值，并可附加報警或控制裝置。儀表所測壓力包括壓力、大氣壓力、正壓力習慣上稱表壓、負壓習慣上稱真空和差壓。工程技術上所測量的多為表壓。壓力的單位為帕，其他單位還有：工程大氣壓、巴、毫米水柱、毫米汞柱等。

壓力是工業生產中的重要參數，如高壓容器的壓力超過額定值時便是不安全的，必須進行測量和控制。在某些工業生產過程中，壓力還直接影響產品的質量和生產效率，如生產合成氨時，氮和氫不僅須在一定的壓力下合成，而且壓力的大小直接影響產量高低。此外，在一定的條件下，測量壓力還可間接得出溫度、流量和液位等參數。

1643年，意大利人托里拆利首先測定標準的大氣壓力值為760毫米汞柱，奠定了液柱式的基礎。1847年，法國人波登制成波登管壓力表，由于結構簡單、實用，很快在工業中獲得廣泛應用，一直是常用的。

二十世紀上半葉出現了遠傳壓力表和電接點壓力表，從而解決了壓力測量值的遠距離傳送和壓力的報警、控制等問題。60年代以后，為適應工業控制、航空工業和醫學測試等方面的要求，日益向體積輕巧、耐高溫、耐沖擊、耐振動和數字顯示等方向發展。

按工作原理分為液柱式、彈性式、負荷式和電測式等類型。

液壓式常稱為液柱式壓力計，它是以一定高度的液柱所產生的壓力，與被測壓力相平衡的原理測量壓力的。大多是一根直的或彎成 U形的玻璃管，其中充以工作液體。常用的工作液體為蒸餾水、水銀和酒精。因玻璃管強度不高，并受讀數限制，因此所測壓力一般不超過0.3兆帕。

它的特點是。液柱式壓力計靈敏度高，因此主要用作實驗室中的低壓基準儀表，以校驗工作用。由于工作液體的重度在環境溫度、重力加速度改變時會發生變化，對測量的結果常需要進行溫度和重力加速度等方面的修正。

彈性式是利用各種不同形狀的彈性元件，在壓力下產生變形的原理制成的。彈性式按采用的彈性元件不同，可分為彈簧管壓力表、膜片壓力表、膜盒壓力表和波紋管壓力表等；按功能不同分為指示式壓力表、電接點壓力表和遠傳壓力表等。這類儀表的特點是結構簡單，結實耐用，測量范圍寬，是中應用zui多的一種。

負荷式常稱為負荷式壓力計，它是直接按壓力的定義制作的，常見的有活塞式壓力計、浮球式壓力計和鐘罩式壓力計。由于活塞和砝碼均可加工和測量，因此這類壓力計的誤差很小，主要作為壓力基準儀表使用，測量范圍從數十帕至2500兆帕。

電測式是利用金屬或半導體的物理特性，直接將壓力轉換為電壓、電流信號或頻率信號輸出，或是通過電阻應變片等，將彈性體的形變轉換為電壓、電流信號輸出。代表性產品有壓電式、壓阻式、振頻式、電容式和應變式等壓力傳感器所構成的電測式。度可達0.02級，測量范圍從數十帕至700兆帕不等。

壓阻式壓力傳感器是利用半導體材料硅在受壓后，電阻率改變與所受壓力有一定關系的原理制做的。用集成電路工藝在單晶硅膜片的特定晶向上擴散一組等值應變電阻，將電阻接成電橋形式。當壓力發生變化時，單晶硅產生應變，應變使電阻值發生與被測壓力成比例的變化，電橋失去平衡，輸出一電壓信號至顯示儀表顯示。