测量基础和压力测量测控

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1、一、一、一、一、测量过程与测量误差测量过程与测量误差测量过程与测量误差测量过程与测量误差 1 1 1 1、测量过程、测量过程、测量过程、测量过程参数检测就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。参数检测就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。参数检测就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。参数检测就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。被测变量传感器参数检测的基本过程被测对象变送器显示装置 传传传传感感感感器器器器又又又又称称称称为为为为检检检检测测测测元元元元件件件件或或或或敏敏敏敏感感感感元元元元

2、件件件件，它它它它直直直直接接接接响响响响应应应应被被被被测测测测变变变变量量量量，经经经经能能能能量量量量转转转转换换换换并并并并转转转转化化化化成成成成一一一一个个个个与与与与被被被被测测测测变变变变量量量量成成成成对对对对应应应应关关关关系系系系的的的的便便便便于于于于传传传传送送送送的的的的输输输输出出出出信信信信号号号号，如如如如mVmV、V V、mAmA、HzHz、位移、力等等。、位移、力等等。、位移、力等等。、位移、力等等。由由由由于于于于传传传传感感感感器器器器的的的的输输输输出出出出信信信信号号号号种种种种类类类类很很很很多多多多，而而而而且且且且信信信信号号号号往往往往往往

3、往往很很很很微微微微弱弱弱弱，一一一一般般般般都都都都需需需需要要要要经经经经过过过过变变变变送送送送环环环环节节节节的的的的进进进进一一一一步步步步处处处处理理理理，把把把把传传传传感感感感器器器器的的的的输输输输出出出出转转转转换换换换成成成成如如如如0 010mA10mA、4 420mA20mA等等等等标标标标准准准准统统统统一一一一的的的的模模模模拟拟拟拟量量量量信信信信号号号号或或或或者者者者满满满满足足足足特特特特定定定定标标标标准准准准的的的的数数数数字字字字量量量量信信信信号号号号，这这这这种种种种检检检检测仪表称为测仪表称为测仪表称为测仪表称为变送器变送器变送器变送器。有有有

4、有些些些些时时时时候候候候，传传传传感感感感器器器器可可可可以以以以不不不不经经经经过过过过变变变变送送送送环环环环节节节节，直直直直接接接接通通通通过过过过显显显显示示示示装装装装置置置置把把把把被被被被测测测测量量量量显示出来。显示出来。显示出来。显示出来。第第第第1 1章章章章 测量仪表基本知识测量仪表基本知识测量仪表基本知识测量仪表基本知识2 2 2 2、测量误差、测量误差、测量误差、测量误差测量误差测量误差测量误差测量误差仪表测得的仪表测得的仪表测得的仪表测得的测量值测量值测量值测量值 与与与与被测真值被测真值被测真值被测真值 之差之差之差之差 由由由由于于于于真真真真值值值值在在在

5、在理理理理论论论论上上上上是是是是无无无无法法法法真真真真正正正正被被被被获获获获取取取取的的的的，因因因因此此此此，测测测测量量量量误误误误差差差差就就就就是是是是指指指指检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表（精精精精度度度度较较较较低低低低）和和和和标标标标准准准准表表表表（精精精精度度度度较较较较高高高高）在在在在同同同同一一一一时时时时刻刻刻刻对对对对同同同同一一一一被被被被测测测测变变变变量量量量进进进进行行行行测量所得到的测量所得到的测量所得到的测量所得到的2 2 2 2个读数之差。个读数之差。个读数之差。个读数之差。即：即：即：即：x x0 0标准表读数标准表读数标准表读数标准表读数

6、测量误差的几种表示形式：测量误差的几种表示形式：测量误差的几种表示形式：测量误差的几种表示形式：绝对误差绝对误差绝对误差绝对误差实际相对误差实际相对误差实际相对误差实际相对误差标称相对误差标称相对误差标称相对误差标称相对误差相对百分误差相对百分误差相对百分误差相对百分误差二、测量仪表的品质指标二、测量仪表的品质指标二、测量仪表的品质指标二、测量仪表的品质指标1 1 1 1、测量仪表的准确度（精确度）、测量仪表的准确度（精确度）、测量仪表的准确度（精确度）、测量仪表的准确度（精确度）一一一一台台台台测测测测量量量量范范范范围围围围0 01000kPa1000kPa的的的的压压压压力力力力测测测测

7、量量量量仪仪仪仪表表表表，其其其其最最最最大大大大绝绝绝绝对对对对误误误误差差差差10kPa(10kPa(在在在在整整整整个个个个量量量量程程程程范范范范围围围围内内内内)，另另另另一一一一台台台台测测测测量量量量范范范范围围围围0 0400kPa400kPa的的的的压压压压力力力力测测测测量量量量仪仪仪仪表表表表，其其其其最最最最大大大大绝绝绝绝对对对对误误误误差差差差5kPa5kPa，请问哪一台压力检测仪表的精度更高？请问哪一台压力检测仪表的精度更高？请问哪一台压力检测仪表的精度更高？请问哪一台压力检测仪表的精度更高？虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。虽然后者的最大

8、绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。虽然后者的最大绝对误差较小，但这并不说明后者较前者精度高。通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精度等级。由于仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差由于仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差由于仪表的绝对误差在测量范围内的

9、各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差由于仪表的绝对误差在测量范围内的各点上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差:仪表的仪表的仪表的仪表的精度等级精度等级精度等级精度等级（精确度等级精确度等级精确度等级精确度等级）是指仪表在规定的工）是指仪表在规定的工）是指仪表在规定的工）是指仪表在规定

10、的工作条件下允许的最大相对百分误差。作条件下允许的最大相对百分误差。作条件下允许的最大相对百分误差。作条件下允许的最大相对百分误差。仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。把仪表允许的最大相对百分误差去掉把仪表允许的最大相对百分误差去掉把仪表允许的最大相对百分误差

11、去掉把仪表允许的最大相对百分误差去掉“”号和号和号和号和“”号，便可以用来确定仪表的精度等级。号，便可以用来确定仪表的精度等级。号，便可以用来确定仪表的精度等级。号，便可以用来确定仪表的精度等级。目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：0.0050.0050.0050.005，0.020.020.020.02，0.050.050.050.05，0.10.10.10.1，0.20.20.20.2，0.40.40.40.4，0.50.50.50.5，1.0

12、1.01.01.0，1.51.51.51.5，2.52.52.52.5，4.04.04.04.0等。等。等。等。所谓的所谓的所谓的所谓的0.50.50.50.5级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为0.50.50.50.5，以此类推。，以此类推。，以此类推。，以此类推。精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上：1.51.0仪表

13、的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。精度等级数值小于等于精度等级数值小于等于精度等级数值小于等于精度等级数值小于等于0.050.050.050.05的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级的仪表通

14、常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数值一般大于等于数值一般大于等于数值一般大于等于数值一般大于等于0.50.50.50.5。2 2 2 2、非线性误差、非线性误差、非线性误差、非线性误差在在在在通通通通常常常常情情情情况况况况下下下下，总总总总是是是是希希希希望望望望测测测测量量量量仪仪仪仪表表表表的的的的输输输输出出出出量量量量和和和和输输输输入入入入量量量量之之之之间间间间呈呈呈呈线线线线性性性性对对对对应应应应关关关关系系系系。测测测测量量量量仪仪仪仪表表表表的的的的非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差就就就就是是是是用用用用来来来来表表表表征征征征仪仪仪仪表表表表的的的的输输输

15、输出出出出量量量量和和和和输输输输入入入入量量量量的的的的实际对应关系与理论直线的吻合程度。实际对应关系与理论直线的吻合程度。实际对应关系与理论直线的吻合程度。实际对应关系与理论直线的吻合程度。通通通通常常常常非非非非线线线线性性性性误误误误差差差差用用用用实实实实际际际际测测测测得得得得的的的的输输输输入入入入输输输输出出出出特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线（也也也也称称称称为为为为校校校校准准准准曲曲曲曲线线线线）与与与与理理理理论论论论直线的之间的最大偏差和测量仪表量程之比的百分数来表示：直线的之间的最大偏差和测量仪表量程之比的百分数来表示：直线的之间的最大偏差和测量仪表量程之比的百分数

16、来表示：直线的之间的最大偏差和测量仪表量程之比的百分数来表示：被测变量仪表输出理论实际3 3 3 3、变、变、变、变 差差差差在在在在外外外外界界界界条条条条件件件件不不不不变变变变的的的的情情情情况况况况下下下下，使使使使用用用用同同同同一一一一仪仪仪仪表表表表对对对对被被被被测测测测变变变变量量量量在在在在全全全全量量量量程程程程范范范范围围围围内内内内进进进进行行行行正正正正反反反反行行行行程程程程（即即即即逐逐逐逐渐渐渐渐由由由由小小小小到到到到大大大大和和和和逐逐逐逐渐渐渐渐由由由由大大大大到到到到小小小小）测测测测量量量量时时时时，对对对对应应应应于于于于同同同同一被测值的仪表输出

17、可能不等，二者之差的绝对值即为变差。一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对值即为变差。一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对值即为变差。一被测值的仪表输出可能不等，二者之差的绝对值即为变差。变变变变差差差差的的的的大大大大小小小小，根根根根据据据据在在在在同同同同一一一一被被被被测测测测值值值值下下下下正正正正反反反反特特特特性性性性间间间间仪仪仪仪表表表表输输输输出出出出的的的的最最最最大大大大绝绝绝绝对对对对误误误误差和测量仪表量程之比的百分数来表示差和测量仪表量程之比的百分数来表示差和测量仪表量程之比的百分数来表示差和测量仪表量程之比的百分数来表示 ：被测变量仪表输出下行程上行程

18、4 4 4 4、灵敏度和分辨力、灵敏度和分辨力、灵敏度和分辨力、灵敏度和分辨力灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度是是是是表表表表征征征征检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表对对对对被被被被测测测测量量量量变变变变化化化化的的的的灵灵灵灵敏敏敏敏程程程程度度度度，它它它它是是是是指指指指仪仪仪仪表表表表输输输输出变化量和输入变化量之比，即出变化量和输入变化量之比，即出变化量和输入变化量之比，即出变化量和输入变化量之比，即 灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度y/xy/x 分分分分辨辨辨辨力力力力又又又又称称称称为为为为灵灵灵灵敏敏敏敏限限限限，是是是是仪仪仪仪表表表表输输输输出出出出能能能能响响响响应应应应和和和和分分分

19、分辨辨辨辨的的的的最最最最小小小小输输输输入入入入变变变变化化化化量量量量，它它它它也也也也是是是是灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度的的的的一一一一种种种种反反反反映映映映。对对对对数数数数字字字字式式式式仪仪仪仪表表表表来来来来说说说说，分分分分辨辨辨辨力力力力就就就就是是是是数数数数字字字字显显显显示示示示仪仪仪仪表表表表变变变变化化化化一一一一个个个个LSBLSBLSBLSB（二二二二进进进进制最低有效位）时输入的最小变化量。制最低有效位）时输入的最小变化量。制最低有效位）时输入的最小变化量。制最低有效位）时输入的最小变化量。5 5 5 5、动态误差、动态误差、动态误差、动态误差相对百分误差、非

20、线性误差、变差都是稳态（静态）误差。相对百分误差、非线性误差、变差都是稳态（静态）误差。相对百分误差、非线性误差、变差都是稳态（静态）误差。相对百分误差、非线性误差、变差都是稳态（静态）误差。动动动动态态态态误误误误差差差差是是是是指指指指检检检检测测测测系系系系统统统统受受受受外外外外扰扰扰扰动动动动作作作作用用用用后后后后，被被被被测测测测变变变变量量量量处处处处于于于于变变变变动动动动状状状状态态态态下下下下仪仪仪仪表表表表示示示示值值值值与参数实际值之间的差异。与参数实际值之间的差异。与参数实际值之间的差异。与参数实际值之间的差异。引引引引起起起起该该该该误误误误差差差差的的的的原原原

21、原因因因因是是是是由由由由于于于于检检检检测测测测元元元元件件件件和和和和检检检检测测测测系系系系统统统统中中中中各各各各种种种种运运运运动动动动惯惯惯惯性性性性以以以以及及及及能能能能量量量量形形形形式式式式转换需要时间所造成的。转换需要时间所造成的。转换需要时间所造成的。转换需要时间所造成的。衡衡衡衡量量量量各各各各种种种种运运运运动动动动惯惯惯惯性性性性的的的的大大大大小小小小，以以以以及及及及能能能能量量量量传传传传递递递递的的的的快快快快慢慢慢慢常常常常采采采采用用用用时时时时间间间间常常常常数数数数T T T T和和和和传传传传递递递递滞滞滞滞后后后后时间（纯滞后时间）时间（纯滞后

22、时间）时间（纯滞后时间）时间（纯滞后时间）两个参数表示两个参数表示两个参数表示两个参数表示它它它它们们们们的的的的存存存存在在在在会会会会降降降降低低低低检检检检测测测测过过过过程程程程的的的的动动动动态态态态性性性性能能能能，其其其其中中中中纯纯纯纯滞滞滞滞后后后后时时时时间间间间的的的的不不不不利利利利影影影影响响响响会会会会远远远远远超过时间常数远超过时间常数远超过时间常数远超过时间常数T T T T的影响。的影响。的影响。的影响。三、测量系统中的常见信号类型三、测量系统中的常见信号类型作用于测量装置输入端的被测信号，要转换成以下几种便于传输和显示的信号类型：1、位移信号：位移信号：是一

23、种机械信号，包括直线位移和角位移。在测量力、压力、质量、振动等物理量时，要先把它们转换成位移量再处理。2、压力信号：压力信号：包括气压信号和液压信号，工业检测中主要应用气压信号。3、电气信号：电气信号：有电压信号、电流信号、阻抗信号和频率信号等。传送快、滞后小、可远距离传递、便于和电子计算机联接。4、光信号：光信号：包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射条纹信号、莫尔条纹信号等。可是连续的，也可是断续（脉冲）式的。四、测量系统中信号的传递形式四、测量系统中信号的传递形式从传递信号的连续性的观点来分，在检测系统中传递信号的形式可以分为模拟信号、数字信号和开关信号：1、模拟信号：模拟信号：模拟信号模拟

24、信号：在时间上是连续变化的，在任何瞬时都可以确定其数值的信号。可以变换为电信号，即是平滑地、连续地变化的电压或电流信号。例例如如：连续变化的温度信号可以利用热电偶转换为与之成比例的连续变化的电势信号。2、数字信号：数字信号：数数字字信信号号：是一种以离散形式出现的不连续信号，通常用二进制数“0”和“1”组合的代码序列来表示。数字信号变换成电信号就是一连串的窄脉冲和高低电平交替变化的电压信号。连续变化的工艺参数（模拟信号）可以通过数字式传感器直接转换成数字信号。然而，大多数情况是首先把这些参数变换成电形式的模拟信号，然后再利用模拟-数字（A/D）转换技术把电模拟量转换成数字量。将一个模拟信号转换

25、为数字信号时，必须用一定的计量单位使连续参数整量化，即用最接近的离散值（数字量）来近似表示连续量的大小。由于数字量只能增大或减小一个单位，所以，计量单位越小，整量化所造成的误差也就越小。3、开关信号：开关信号：开关信号开关信号：用两种状态或用两个数值范围表示的不连续信号。例例如如：用水银触点温度计来检测温度的变化时，可利用水银触点的“断开”与“闭合”来判断温度是否达到给定值。在自动检测技术中，利用开关式传感器（如干簧管、电触点式传感器）可以将模拟信号变换成开关信号。五、过程检测仪表的分类五、过程检测仪表的分类1、根根据据所所测测参参数数的的不不同同，分成压力（差压、负压）测量仪表、流量测量仪表

26、、物位（液位）测量仪表、温度测量仪表、物质成分分析仪表及物性检测仪表等。2、按按表表达达示示数数的的方方式式不不同同，分成指示型、记录型、讯号型、远传指示型、累积型等。3、按精度等级及使用场合的不同、按精度等级及使用场合的不同，分成实用仪表、范型仪表和标准仪表，分别使用在现场、实验室、标定室。六、化工检测的发展趋势六、化工检测的发展趋势由于化工生产过程中被测介质形态多样（气态、液态、固态及混合体）；有时还具有特殊性质（强腐蚀、强辐射、高温、高压、深冷、真空、高粘度等）；检测环境比较恶劣，存在众多的影响和干扰，如电源电压、频率波动，温度、压力变化，水汽、湿度、光照、辐射、盐雾、烟雾、粉尘等，这些

27、情况都要求化工检测仪表有稳定的工作特性、高的抗干扰能力和相应的防护措施。检测技术及仪器仪表的发展：1、检测技术的现代化：检测技术的现代化：随着科学技术的发展，新技术、新材料、新工艺不断涌现，新的检测方法不断得到开发。2、检测仪表的集成化、数字化、智能化：检测仪表的集成化、数字化、智能化：传感器、集成电路、电子技术、数字化技术、微机技术的应用第第第第2 2章章章章 压力测量压力测量压力测量压力测量压力压力：由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。在生产过程中，通常遇到压力和真空度的测量。若压力不符合要求，不仅会影响生产效率，降低产品质量，还会造成严重生产事故。如化学反应中，压力既影响物料平衡

28、关系，也影响化学反应速度。所以，压力的测量与控制，对保证生产过程正常进行，达到高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。三种压力表示方法三种压力表示方法三种压力表示方法三种压力表示方法绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力 p pa a表压力表压力表压力表压力 p p负压或真空度负压或真空度负压或真空度负压或真空度 p ph h第一节第一节第一节第一节 压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表压力单位及测压仪表pa绝对压力零线pphpa大气压p01.01325105Pa绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力是指物体所受的实际压力。绝对压力是指物体所受的实际

29、压力。表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之差，即表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之差，即表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之差，即表压是指一般压力表所测得的压力，它是高于大气压力的绝对压力与大气压力之差，即 真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，即真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，即真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，即真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压，即 由由由由于于于于各各各各种种种种工工工

30、工艺艺艺艺设设设设备备备备和和和和检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表通通通通常常常常是是是是处处处处于于于于大大大大气气气气之之之之中中中中，本本本本身身身身就就就就承承承承受受受受着着着着大大大大气气气气压压压压力力力力，因因因因此此此此工工工工程程程程上上上上通通通通常常常常采采采采用用用用表表表表压压压压或或或或者者者者真真真真空空空空度度度度来来来来表表表表示示示示压压压压力力力力的的的的大大大大小小小小，一一一一般般般般的的的的压压压压力力力力检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表所所所所指指指指示示示示的的的的压压压压力力力力也也也也是是是是表压或者真空度。表压或者真空度。表压或者真空度。

31、表压或者真空度。除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。除特殊说明之外，以后所提及的压力均指表压。压力检测仪表的分类压力检测仪表的分类压力检测仪表的分类压力检测仪表的分类 目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理的不同，一般分为四类：的不同，一般分为四类：的不同，一般分为四

32、类：的不同，一般分为四类：(1)(1)(1)(1)液柱式压力检测液柱式压力检测液柱式压力检测液柱式压力检测 一般采用充有水或水银等液体的玻璃一般采用充有水或水银等液体的玻璃一般采用充有水或水银等液体的玻璃一般采用充有水或水银等液体的玻璃U U U U形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。(2)(2)(2)(2)弹弹弹弹性性性性式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测 它它它它是是是是根根根根据据据据弹弹弹弹性性性性元元元元件件件件受受受受力力力力变变变变形形形形的的的的原原原原理理理理，将将将将被被被被测测测测压压压压力力力力转转转转换换换换成成成成位

33、位位位移移移移进进进进行行行行测测测测量量量量的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。(3)(3)(3)(3)电电电电气气气气式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测 它它它它是是是是利利利利用用用用敏敏敏敏感感感感元元元元件件件件将将将将被被被被测测测测压压压压力力力力直直直直接接接接转转转转换换换换成成成成各各各各种种种种电电电电量量量量进进进进行行行行测测测测量量量量的的的的仪仪仪仪表表表表，如电阻、电荷量等。如电阻、电荷量等。如电阻、电荷量等。如电阻、

34、电荷量等。(4)(4)(4)(4)活活活活塞塞塞塞式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测 它它它它是是是是根根根根据据据据液液液液压压压压机机机机液液液液体体体体传传传传送送送送压压压压力力力力的的的的原原原原理理理理，将将将将被被被被测测测测压压压压力力力力转转转转换换换换成成成成活活活活塞塞塞塞面面面面积积积积上上上上所加平衡砝码的质量来进行测量。所加平衡砝码的质量来进行测量。所加平衡砝码的质量来进行测量。所加平衡砝码的质量来进行测量。活活活活塞塞塞塞式式式式压压压压力力力力计计计计的的的的测测测测量量量量精精精精度度度度较较较较高高高高，允允允允许许许许误误误误差差差差可可可可以以以以

35、小小小小到到到到0.050.050.020.02，它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。液柱式压力检测液柱式压力检测液柱式压力检测液柱式压力检测 液液液液柱柱柱柱式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测是是是是以以以以液液液液体体体体静静静静力力力力学学学学原原原原理理理理为为为为基基基基础础础础的的的的，它它它它们们们们一一一一般般般般采采采采用用用用水水水水银银银银或或或或水水水水为为为为工工工工作作作作液液液液，用用用用U U U U型型型型管管管管进

36、进进进行行行行测测测测量量量量，常常常常用用用用于于于于较较较较低低低低压力、负压或压力差的检测。压力、负压或压力差的检测。压力、负压或压力差的检测。压力、负压或压力差的检测。p1 p2p1 p2h(a)(b)特特特特点点点点：直直直直观观观观、可可可可靠靠靠靠、准准准准确确确确度度度度较较较较高高高高等等等等，但但但但U U U U形形形形管管管管只只只只能能能能测测测测量量量量较较较较低低低低的的的的压压压压力力力力或或或或差差差差压压压压，为为为为了了了了便便便便于于于于读读读读数数数数，U U U U形形形形管管管管一一一一般般般般是是是是用用用用玻玻玻玻璃璃璃璃做做做做成成成成，易易

37、易易破损，另外它只能进行现场指示。破损，另外它只能进行现场指示。破损，另外它只能进行现场指示。破损，另外它只能进行现场指示。用用用用U U U U形管进行压力检测，其误差来源主要有：形管进行压力检测，其误差来源主要有：形管进行压力检测，其误差来源主要有：形管进行压力检测，其误差来源主要有：温度误差温度误差温度误差温度误差由使用环境温度的变化引起的测量误差。由使用环境温度的变化引起的测量误差。由使用环境温度的变化引起的测量误差。由使用环境温度的变化引起的测量误差。它它它它主主主主要要要要包包包包括括括括两两两两个个个个方方方方面面面面：一一一一是是是是标标标标尺尺尺尺长长长长度度度度随随随随温温

38、温温度度度度的的的的变变变变化化化化（要要要要求求求求U U U U形形形形管管管管材材材材料料料料的的的的温温温温度度度度系系系系数数数数极极极极小小小小）；二二二二是是是是工工工工作作作作液液液液密密密密度度度度随随随随温温温温度度度度的的的的变变变变化化化化。例例例例如如如如水水水水，当当当当温温温温度度度度从从从从10101010变变变变到到到到20202020时时时时，其其其其密密密密度度度度从从从从999.8kg/m999.8kg/m999.8kg/m999.8kg/m3 3 3 3减小到减小到减小到减小到998.3kg/m998.3kg/m998.3kg/m998.3kg/m3

39、3 3 3，相对变化量为，相对变化量为，相对变化量为，相对变化量为0.150.150.150.15。安安安安装装装装误误误误差差差差当当当当U U U U形形形形管管管管安安安安装装装装不不不不垂垂垂垂直直直直时时时时将将将将会会会会产产产产生生生生安安安安装装装装误误误误差差差差。例例例例如如如如 若若若若倾倾倾倾斜斜斜斜5555，读读读读数数数数误误误误差差差差约约约约0.380.380.380.38。第二节第二节第二节第二节 弹性式压力计弹性式压力计弹性式压力计弹性式压力计弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移

40、的一种检测方法。弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。平薄膜波纹膜波纹管单圈弹簧管多圈弹簧管膜膜膜膜 片片片片受受受受压压压压力力力力作作作作用用用用产产产产生生生生位位位位移移移移，可可可可直直直直接接接接带带带带动动动动传传传传动动动动机机机机构构构构指指指指示示示示。但但但但是是是是膜膜膜膜片片片片的的的的位位位位移移移移较较较较小小小小，灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度低低低低，指指指指示示示示精精精精度度度度不不不不高高高高，一般为一般为一般为一般为2.52.5级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使

41、用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；波波波波纹纹纹纹管管管管的的的的位位位位移移移移相相相相对对对对较较较较大大大大，一一一一般般般般可可可可在在在在其其其其顶顶顶顶端端端端安安安安装装装装传传传传动动动动机机机机构构构构，带带带带动动动动指指指指针针针针直直直直接接接接读读读读数数数数。其其其其特特特特点点点点是是是是灵灵灵灵敏敏敏敏高高高高（特特特

42、特别别别别是是是是在在在在低压区），常用于检测较低的压力（低压区），常用于检测较低的压力（低压区），常用于检测较低的压力（低压区），常用于检测较低的压力（1.01.010106 6PaPa），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到1.51.5级；级；级；级；弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管结结结结构构构构简简简简单单单单、使使使使用用用用方方方方便便便便、价价价价格格格格低低低低廉廉廉廉，它它它它使使使使用用用用范范范范围围围围广广广广，测测测测量量量量范范范范围围围围宽宽宽宽

43、，可可可可以以以以测测测测量量量量负负负负压压压压、微微微微压压压压、低低低低压压压压、中中中中压压压压和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达和高压，因此应用十分广泛。根据制造的要求，仪表精度最高可达0.150.15级。级。级。级。弹簧管和弹簧管压力表弹簧管和弹簧管压力表弹簧管和弹簧管压力表弹簧管和弹簧管压力表弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管是是是是横横横横截截截截面面面面呈呈呈呈非非非非圆圆圆圆形形形形（椭椭椭椭圆圆圆圆形形形形或或或或扁扁扁扁圆圆圆圆形形形形），弯

44、成圆弧状（中心角常为弯成圆弧状（中心角常为弯成圆弧状（中心角常为弯成圆弧状（中心角常为270270270270）的空心管子。）的空心管子。）的空心管子。）的空心管子。管管管管子子子子的的的的一一一一端端端端为为为为封封封封闭闭闭闭，另另另另一一一一端端端端为为为为开开开开口口口口。闭闭闭闭口口口口端端端端作作作作为自由端，开口端作为固定端。为自由端，开口端作为固定端。为自由端，开口端作为固定端。为自由端，开口端作为固定端。被被被被测测测测压压压压力力力力介介介介质质质质从从从从开开开开口口口口端端端端进进进进入入入入并并并并充充充充满满满满弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的的的整整整整个个个个内内内

45、内腔腔腔腔，由由由由于于于于弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的的的非非非非圆圆圆圆横横横横截截截截面面面面，使使使使它它它它有有有有变变变变成成成成圆圆圆圆形形形形并并并并伴伴伴伴有有有有伸伸伸伸直直直直的的的的趋趋趋趋势势势势而而而而产产产产生生生生力力力力矩矩矩矩，其其其其结结结结果果果果使使使使弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管的的的的自自自自由由由由端端端端产产产产生生生生位位位位移移移移，同同同同时时时时改改改改变变变变其其其其中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系：中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系：中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系：

46、中心角。位移量（中心角改变量）和所加压力有如下的函数关系：式式式式中中中中0 0 0 0为为为为弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管中中中中心心心心角角角角的的的的初初初初始始始始角角角角；为为为为受受受受压压压压后后后后中中中中心心心心角角角角的的的的改改改改变变变变量量量量；R R R R为为为为弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管弯弯弯弯曲曲曲曲圆圆圆圆弧弧弧弧的的的的外半径；外半径；外半径；外半径；h h h h为管壁厚度；为管壁厚度；为管壁厚度；为管壁厚度；a a a a、b b b b为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。为弹簧管椭圆形截面的长、短半轴。为弹簧管椭圆形截面的长、短

47、半轴。1弹簧管2拉杆3扇形齿轮4中心齿轮5指针6面板7游丝8调节螺钉9接头图3-18弹簧管压力表弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管自自自自由由由由端端端端B B的的的的位位位位移移移移量量量量一一一一般般般般很很很很小小小小，需需需需要要要要通通通通过过过过放放放放大大大大机机机机构构构构才才才才能能能能指指指指示示示示出出出出来来来来,为为为为了了了了加加加加大大大大弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管自自自自由由由由端端端端的的的的位位位位移移移移量量量量，也也也也可采用多圈弹簧管，其原理与单圈弹簧管相似。可采用多圈弹簧管，其原理与单圈弹簧管相似。可采用多圈弹簧管，其原理与单圈弹簧管相似。可采用多圈弹簧管，其原

48、理与单圈弹簧管相似。单单单单圈圈圈圈弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管压压压压力力力力表表表表是是是是工工工工业业业业现现现现场场场场使使使使用用用用最最最最普普普普遍遍遍遍的的的的就就就就地地地地指指指指示示示示式压力检测仪表（也有电接点输出的弹簧管压力表）式压力检测仪表（也有电接点输出的弹簧管压力表）式压力检测仪表（也有电接点输出的弹簧管压力表）式压力检测仪表（也有电接点输出的弹簧管压力表）弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管压压压压力力力力表表表表结结结结构构构构简简简简单单单单、使使使使用用用用方方方方便便便便、价价价价格格格格低低低低廉廉廉廉、测测测测量量量量范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压范

49、围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压范围宽，可以测量负压、微压、低压、中压和高压一一一一般般般般的的的的工工工工业业业业用用用用弹弹弹弹簧簧簧簧管管管管压压压压力力力力表表表表的的的的精精精精度度度度等等等等级级级级为为为为1.51.5级级级级或或或或2.52.5级级级级，但但但但根根根根据据据据制制制制造造造造的的的的要要要要求求求求，其其其其精精精精度等级最高可达度等级最高可达度等级最高可达度等级最高可达0.150.15级。级。级。级。膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器工作原理：力矩平衡工作原理：力矩平衡 检测

50、元件检测元件膜盒或膜片膜盒或膜片 杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构 膜盒式差压变送器构成膜盒式差压变送器构成P P测量部分测量部分测量部分测量部分F Fi i杠杆系统杠杆系统杠杆系统杠杆系统MM放大器放大器放大器放大器反馈部分反馈部分反馈部分反馈部分F Ff fI Io o一、电容式差压变送器一、电容式差压变送器一、电容式差压变送器一、电容式差压变送器电容式电容式差压变送器采用差动差压变送器采用差动电容作为检测元件电容作为检测元件主要包括测量部件和转换放大电路两部分：主要包括测量部件和转换放大电路两部分：差压电容膜盒电容-电流转换电路调零、零迁电路电流放

51、大器反馈电路pCIiIfIzIo测量部分测量部分测量部分测量部分转换放大部分转换放大部分转换放大部分转换放大部分第三节第三节 电气式压力计电气式压力计电容式电容式电容式电容式差压变送器差压变送器差压变送器差压变送器测量原理测量原理测量原理测量原理 图中各部分的作用：图中各部分的作用：1 1，2 2，3-3-电极引线电极引线4-4-差动电容膜盒座差动电容膜盒座6-6-负压侧导压管负压侧导压管7-7-硅油硅油8-8-负压侧隔离膜片负压侧隔离膜片10-10-负压侧弧形电极负压侧弧形电极11-11-中心感压膜片中心感压膜片12-12-正压侧弧形电极正压侧弧形电极14-14-正负压侧隔离膜片正负压侧隔离

52、膜片15-15-正压侧导压管正压侧导压管差动差动电容测量原理电容测量原理P0 Ci1的电容量减小的电容量减小 Ci2的电容量增大的电容量增大P=0 Ci1=Ci2=15pF表明表明：1.线性关系，可以将相对变化值变换为直流电流；线性关系，可以将相对变化值变换为直流电流；2.与介电常数与介电常数 无关，减小温度的影响；无关，减小温度的影响；3.与与 有关，相对变化量越大，即灵敏度越高。有关，相对变化量越大，即灵敏度越高。电电容容式式压压力力变变送送器器，目目前前在在工工业业生生产产中中应应用用非非常常广广泛泛，其其输输出出信信号号也也是是标标准准4 20mADC电流信号。电流信号。电电容容式式压

53、压力力变变送送器器是是先先将将压压力力的的变变化化转转换换为电容量的变化，然后进行测量的。为电容量的变化，然后进行测量的。电电容容式式差差压压变变送送器器的的原原理理图图可可见见传传感感器器有有左左右右固固定定极极板板，在在两两个个固固定定极极板板之之间间是是弹弹性性材材料料制制成成的的测测量量膜膜片片，作作为为电电容容的的中中央央动动极极板板，在在测量膜片两侧的空腔中充满硅油测量膜片两侧的空腔中充满硅油。电电容容式式差差压压变变送送器器的的结结构构可可以以有有效效地地保保护护测测量量膜膜片片，当当差差压压过过大大并并超超过过允允许许测测量量范范围围时时，测测量量膜膜片片将将平平滑滑地地贴贴靠

54、靠在在玻玻璃璃凹凹球球面面上上，因因此此不不易易损损坏坏，与与力力矩矩平平衡衡式式相相比比，电电容容式式没没有有杠杠杆杆传传动动机机构构，因因而而尺寸紧凑，密封性与抗振性好，测量精度相应提高，可达尺寸紧凑，密封性与抗振性好，测量精度相应提高，可达0.2级级。二、二、二、二、应变片应变片应变片应变片压力压力压力压力/差压变送器差压变送器差压变送器差压变送器利用金属或半导体材料制成的电阻体的阻值可表示为：利用金属或半导体材料制成的电阻体的阻值可表示为：利用金属或半导体材料制成的电阻体的阻值可表示为：利用金属或半导体材料制成的电阻体的阻值可表示为：当当当当电电电电阻阻阻阻体体体体受受受受外外外外力力

55、力力作作作作用用用用时时时时，电电电电阻阻阻阻体体体体的的的的长长长长度度度度、截截截截面面面面积积积积或或或或电电电电阻阻阻阻率率率率会会会会发发发发生生生生变变变变化化化化，即即即即其其其其阻阻阻阻值值值值也也也也会会会会发发发发生变化。这种生变化。这种生变化。这种生变化。这种因尺寸变化引起阻值变化因尺寸变化引起阻值变化因尺寸变化引起阻值变化因尺寸变化引起阻值变化称为称为称为称为应变效应应变效应应变效应应变效应。应变片多以金属材料为主，一般和弹性元件一起使用应变片多以金属材料为主，一般和弹性元件一起使用应变片多以金属材料为主，一般和弹性元件一起使用应变片多以金属材料为主，一般和弹性元件一起

56、使用。r1r2123P(a)传感器1外壳2弹性筒3膜片应应应应变变变变筒筒筒筒的的的的上上上上端端端端与与与与外外外外壳壳壳壳固固固固定定定定在在在在一一一一起起起起，下下下下端端端端与与与与不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢密密密密封封封封膜膜膜膜片片片片3 3紧紧紧紧密密密密接接接接触触触触，应应应应变变变变片片片片r r1 1和和和和r r2 2用用用用胶胶胶胶合合合合剂剂剂剂贴贴贴贴紧紧紧紧在在在在应应应应变变变变筒筒筒筒的的的的外外外外壁壁壁壁，与与与与筒体之间不发生相对滑动。筒体之间不发生相对滑动。筒体之间不发生相对滑动。筒体之间不发生相对滑动。r r1 1沿沿沿沿应应应应变变变变筒筒筒筒轴

57、轴轴轴向向向向贴贴贴贴放放放放，作作作作为为为为测测测测量量量量片片片片；r r2 2沿沿沿沿径径径径向向向向贴贴贴贴放放放放，作作作作为为为为温温温温度补偿片。度补偿片。度补偿片。度补偿片。图图图图中中中中应应应应变变变变片片片片r r1 1、r r2 2的的的的静静静静态态态态性性性性能能能能完完完完全全全全相相相相同同同同。当当当当膜膜膜膜片片片片受受受受到到到到外外外外力力力力作作作作用用用用时时时时，弹弹弹弹性性性性筒筒筒筒轴轴轴轴向向向向受受受受压压压压，使使使使应应应应变变变变片片片片r r1 1产产产产生生生生轴轴轴轴向向向向应应应应变变变变，阻阻阻阻值值值值变变变变小小小小；

58、而而而而应应应应变变变变片片片片r r2 2受受受受到到到到轴轴轴轴向向向向压压压压缩缩缩缩，引引引引起起起起径径径径向向向向拉拉拉拉伸伸伸伸，阻阻阻阻值值值值变变变变大大大大。实实实实际际际际上上上上，r r2 2的的的的变变变变化化化化量量量量比比比比r r1 1的的的的变变变变化化化化量量量量要要要要小小小小，r r2 2的的的的主主主主要要要要作作作作用用用用是是是是温温温温度补偿。度补偿。度补偿。度补偿。是是是是应应应应变变变变片片片片阻阻阻阻值值值值变变变变化化化化量量量量的的的的测测测测量量量量电电电电桥桥桥桥，图图图图中中中中R R R R3 3 3 3和和和和R R R R4

59、 4 4 4是是是是两两两两个个个个阻阻阻阻值值值值相等的精密固定电阻。相等的精密固定电阻。相等的精密固定电阻。相等的精密固定电阻。UiEr1r2R3R4AB(b)测量电桥不受压时不受压时不受压时不受压时 r r r r1 1 1 1=r=r=r=r2 2 2 2=r=r=r=r0 0 0 0 R R R R3 3 3 3=R=R=R=R4 4 4 4=r=r=r=r 若应变片受压，则：若应变片受压，则：若应变片受压，则：若应变片受压，则：r r1 1=r=r0 0+r+r1 1；r r2 2=r=r0 0+r+r2 2 (r (r1 1rr2 2)由由由由此此此此可可可可见见见见，由由由由压

60、压压压力力力力作作作作用用用用时时时时，r r1 1和和和和r r2 2一一一一减减减减一一一一增增增增，使使使使电电电电桥桥桥桥有有有有较较较较大大大大的的的的输输输输出出出出；当当当当环环环环境境境境温温温温度度度度发发发发生生生生变变变变化化化化时时时时，r r1 1、r r2 2同同同同时时时时增增增增减减减减，不不不不影影影影响响响响电电电电桥桥桥桥的的的的平平平平衡衡衡衡。如如如如果果果果仪仪仪仪表表表表能能能能把把把把电电电电桥桥桥桥输输输输出出出出电电电电压压压压U Ui i进进进进一一一一步步步步转转转转换换换换为为为为标标标标准信号输出，则该仪表即可称为应变式压力变送器。准

61、信号输出，则该仪表即可称为应变式压力变送器。准信号输出，则该仪表即可称为应变式压力变送器。准信号输出，则该仪表即可称为应变式压力变送器。结结结结论论论论：应应应应变变变变片片片片式式式式压压压压检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表具具具具有有有有较较较较大大大大的的的的测测测测量量量量范范范范围围围围，被被被被测测测测压压压压力力力力可可可可达达达达几几几几百百百百MPaMPa，并并并并具具具具有有有有良良良良好好好好的的的的动动动动态态态态性性性性能能能能，适适适适用用用用于于于于快快快快速速速速变变变变化化化化的的的的压压压压力力力力测测测测量量量量。但但但但是是是是，尽尽尽尽管管管管测测测测

62、量量量量电电电电桥桥桥桥具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的温温温温度度度度补补补补偿偿偿偿的的的的作作作作用用用用，应应应应变变变变片片片片式式式式压压压压力力力力检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表仍仍仍仍有有有有比比比比较较较较明明明明显显显显的的的的温温温温漂漂漂漂和和和和时时时时漂漂漂漂，因因因因此此此此，这这这这种种种种压压压压力力力力检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表较较较较多多多多地地地地用用用用于于于于一般要求的动态压力检测，一般要求的动态压力检测，一般要求的动态压力检测，一般要求的动态压力检测，测量精度一般在测量精度一般在测量精度一般在测量精度一般在0.50.51.01.0左

63、右左右左右左右。三、压阻式（扩散硅）压力三、压阻式（扩散硅）压力三、压阻式（扩散硅）压力三、压阻式（扩散硅）压力/差压变送器差压变送器差压变送器差压变送器 因因电阻率变化引起阻值变化电阻率变化引起阻值变化称为称为压阻效应压阻效应。半导体材料的压阻效应比较明显。半导体材料的压阻效应比较明显。用作压阻式传感器的基片材料主要为硅片和锗片，由于单晶硅材料纯、功耗小、滞后和用作压阻式传感器的基片材料主要为硅片和锗片，由于单晶硅材料纯、功耗小、滞后和蠕变极小、机械稳定性好，而且传感器的制造工艺和硅集成电路工艺有很好的兼容性，蠕变极小、机械稳定性好，而且传感器的制造工艺和硅集成电路工艺有很好的兼容性，以扩散

64、硅压阻传感器作为检测元件的压力检测仪表得到了广泛的使用。以扩散硅压阻传感器作为检测元件的压力检测仪表得到了广泛的使用。p2p1硅杯图3-30压阻式传感器示意图正压侧隔离膜片引出线负压侧隔离膜片硅油构成框图构成框图：扩散硅压扩散硅压阻传感器阻传感器前置前置放大器放大器调零电路调零电路VI转换转换PUSU01UZIO检测部分检测部分检测部分检测部分电磁放大部分电磁放大部分电磁放大部分电磁放大部分测量部分测量部分扩散硅压阻传感器扩散硅压阻传感器扩散硅压阻传感器扩散硅压阻传感器把被测差压把被测差压P成比例地转换为不平衡电压成比例地转换为不平衡电压US 1.负压室负压室 2.正压室正压室 3.硅杯硅杯4

65、.引线引线 5.硅片硅片Ri1Ri2Ri3Ri4表明：表明：既是弹性元件，又是检测元件既是弹性元件，又是检测元件测量部分测量部分惠斯顿电桥惠斯顿电桥惠斯顿电桥惠斯顿电桥Ri1Ri2Ri3Ri4USRi1Ri2Ri3Ri4IS不受压时：不受压时：Ri1Ri2Ri3Ri4R测量部分测量部分电压转换电压转换电压转换电压转换 US Ri1Ri2Ri3Ri4IS受压时：受压时：Ri1Ri4r1Ri2Ri3r2受压时，流经受压时，流经2桥臂的电流始终相等桥臂的电流始终相等结论：结论：压阻式压力传感器的主要压阻式压力传感器的主要优点优点是体积小，结构简单，是体积小，结构简单，其核心部分就是一个既是弹性元件又

66、是压敏元件的单晶硅膜片。其核心部分就是一个既是弹性元件又是压敏元件的单晶硅膜片。扩散电阻的灵敏系数是金属应变片的几十倍，能直接测量出微小的压力变化。扩散电阻的灵敏系数是金属应变片的几十倍，能直接测量出微小的压力变化。此外，压阻式压力传感器还具有良好的动态响应，迟滞小，可用来测量几千赫兹乃至更高的此外，压阻式压力传感器还具有良好的动态响应，迟滞小，可用来测量几千赫兹乃至更高的脉动压力。脉动压力。因此，这是一种发展比较迅速，应用十分广泛的一类压力传感器。因此，这是一种发展比较迅速，应用十分广泛的一类压力传感器。这种传感器的缺点则是这种传感器的缺点则是扩散扩散电阻电阻存在温度效应，存在温度效应，容易受环境温度的影响，容易受环境温度的影响，有些厂家在传有些厂家在传感器组件中提供了若干校正用的温度补偿电路，甚至把放大转换等电路集成在同一块单晶硅感器组件中提供了若干校正用的温度补偿电路，甚至把放大转换等电路集成在同一块单晶硅膜片上，从而可以大大提高传感器的基本性能。膜片上，从而可以大大提高传感器的基本性能。第四节第四节第四节第四节 压力计的选用和安装压力计的选用和安装压力计的选用和安装压力计的选用