自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)-壓力測(cè)量(及課后答案)

4壓力測(cè)量電遠(yuǎn)傳式壓力計(jì)4.4概述4.1液柱式壓力計(jì)4.2彈性式壓力計(jì)4.3主要內(nèi)容：壓力表的選擇、校驗(yàn)和安裝4.54.1概述壓力的檢測(cè)與控制是保證生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)的重要環(huán)節(jié)。垂直并且均勻作用在單位面積上的力稱為“壓強(qiáng)”。工程技術(shù)上一般稱其為“壓力”。4.1.1壓力的概念國(guó)際單位:帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕（Pa） 1Pa=1N/m2常用單位：工程大氣壓（公斤力），kgf/cm21kgf/cm2=9.80065×104Pa≈1×105Pa=0.1MPa工程上經(jīng)常使用兆帕（MPa）1MPa=1×106Pa生產(chǎn)和生活中不同的壓力概念(1)大氣壓力：大氣壓力是地球表面上空氣的重量所產(chǎn)生的壓力。符號(hào)：P0表示影響因素：氣象情況、海拔高度和地理緯度測(cè)量?jī)x表：氣壓表壓力單位之一：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，atm

1atm=101325Pa=0.1MPa 托里拆利1608～1647(2)表壓力：如果測(cè)壓儀表所指示的壓力是以大氣壓力為0起點(diǎn)算的壓力，則測(cè)量結(jié)果稱為表壓力。符號(hào)——PG領(lǐng)域：工程中(3)絕對(duì)壓力：是指不附帶任何條件的全壓力，它等于大氣壓力和表壓力之和。符號(hào)：Pa如：液體、氣體和蒸汽所處空間的全部壓力。(4)真空壓力：當(dāng)絕對(duì)壓力小于大氣壓力時(shí)，大氣壓力與絕對(duì)壓力之差。(5)差壓（壓差）：兩個(gè)相關(guān)壓力之差。又稱：真空度、負(fù)壓力、疏空壓力。符號(hào)：ΔP注意：基準(zhǔn)點(diǎn)任意且相同不同壓力間的關(guān)系大氣壓P0代表規(guī)定基準(zhǔn)點(diǎn)代表任意基準(zhǔn)點(diǎn)完全真空0壓力差ΔP4.1.2壓力的單位換算

公斤力/米2kgf/m2工程大氣壓

kgf/cm2牛

頓/米2N/m2（pa）巴bar標(biāo)準(zhǔn)大氣壓atm毫米水柱mmH2O毫米汞柱mmHg磅/英寸psi110-49.819.81×10-50.9678×10-4173.56×10-31.422×10-3104198.1×1030.9810.9678104735.614.220.10210.2×10-6110-50.9869×10-50.1027.50×10-3145×10-610.2×1031.0210510.986910.2×10375014.501.0332×1041.03321.0133×1051.013311.0332×10476014.696110-49.8198.1×10-60.9678×10-4173.56×10-31.422×10-313.61.36×10-3133.31.333×10-31.316×10-313.6119.34×10-370370.3×10-36.89×10368.9×10-368.05×10-370351.7211工程大氣壓=9.80665×104牛頓/米2（帕斯卡）=0.980665巴

=0.967841標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=10米水柱（4℃，g=9.80665米/秒2）=735.559毫米汞柱（0℃，g=9.860665米/秒2）=14.223磅/英寸2

公斤力/米2kgf/m2工程大氣壓

kgf/cm2牛

頓/米2N/m2（pa）巴bar標(biāo)準(zhǔn)大氣壓atm毫米水柱mmH2O毫米汞柱mmHg磅/英寸psi110-49.819.81×10-50.9678×10-4173.56×10-31.422×10-3104198.1×1030.9810.9678104735.614.220.10210.2×10-6110-50.9869×10-50.1027.50×10-3145×10-610.2×1031.0210510.986910.2×10375014.501.0332×1041.03321.0133×1051.013311.0332×10476014.696110-49.8198.1×10-60.9678×10-4173.56×10-31.422×10-313.61.36×10-3133.31.333×10-31.316×10-313.6119.34×10-370370.3×10-36.89×10368.9×10-368.05×10-370351.7211巴=105牛頓/米2（帕斯卡）=10197.2公斤力/米2=1.01972公斤力/厘米2=14.5038磅/英寸2=750.062毫米汞柱（0℃，g=9.80665米/秒2）=1.01972×104毫米水柱（4℃，g=9.80665米/秒2）

公斤力/米2kgf/m2工程大氣壓

kgf/cm2牛

頓/米2N/m2（pa）巴bar標(biāo)準(zhǔn)大氣壓atm毫米水柱mmH2O毫米汞柱mmHg磅/英寸psi110-49.819.81×10-50.9678×10-4173.56×10-31.422×10-3104198.1×1030.9810.9678104735.614.220.10210.2×10-6110-50.9869×10-50.1027.50×10-3145×10-610.2×1031.0210510.986910.2×10375014.501.0332×1041.03321.0133×1051.013311.0332×10476014.696110-49.8198.1×10-60.9678×10-4173.56×10-31.422×10-313.61.36×10-3133.31.333×10-31.316×10-313.6119.34×10-370370.3×10-36.89×10368.9×10-368.05×10-370351.7211公斤力/米2=1.000028毫米水柱（4℃，g=9.80665米/秒2）=1.001797（20℃，g=9.80665/米秒2）毫米水柱。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101325牛頓/米2（帕斯卡）=10332.27公斤力/米2=760毫米汞柱（0℃，g=9.80665米/秒2）4.1.3壓力測(cè)量系統(tǒng)的分類靜重式彈性式遠(yuǎn)傳式靜重式U型管單管斜管鐘罩測(cè)壓力測(cè)真空用途單活塞雙活塞圓柱形活塞球形活塞液柱式壓力計(jì)活塞式壓力計(jì)彈性式彈簧管式膜片式膜盒式波紋管式遠(yuǎn)傳式電阻式電感式電容式振弦式4.2液柱式壓力計(jì)4.2.1原理4.2.2誤差4.2.1液柱式壓力計(jì)的原理原理：利用液柱所產(chǎn)生的壓力與被測(cè)壓力平衡，根據(jù)液柱高度來(lái)確定被測(cè)壓力的大小。封液：水、酒精、水銀特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，物理本質(zhì)清晰。4.2.2液柱式壓力計(jì)的測(cè)量誤差及其修正（2）重力加速度變化的影響封液影響：標(biāo)尺長(zhǎng)度影響：精密測(cè)量時(shí)考慮β—體積膨脹系數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)地點(diǎn)封液高度gN——標(biāo)準(zhǔn)重力加速度，9.80665m/s2H—海拔高度，m；R—地球半徑，6356766m；φ—海拔緯度,°。（1）環(huán)境溫度變化的影響（3）毛細(xì)現(xiàn)象造成的影響毛細(xì)現(xiàn)象使封液表面形成彎月面，不僅引起讀數(shù)誤差，還會(huì)引起液柱的升高或降低。通過(guò)加大管徑來(lái)解決。酒精：管徑D>=3mm；水銀：管徑D>=8mm（4）安裝、讀數(shù)、刻度等方面的誤差4.3彈性式壓力計(jì)全不銹鋼壓力表充液防震壓力表彈性元件彈簧管膜片波紋管波紋管單圈彈簧管壓力計(jì)結(jié)構(gòu)：彈簧管、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、指針、刻度盤。4.3.1彈簧管壓力計(jì)單圈彈簧管壓力表受力變形分析受壓后短軸長(zhǎng)度增加：B`BR2bAP整理得：增大靈敏度的方法？特點(diǎn)：精度等級(jí)：普通型：１~４級(jí)；

精密：0.1~0.5級(jí)。測(cè)量范圍：真空~109Pa；工作范圍：1/3~1/2量程(波動(dòng)大)； 1/3~2/3量程(波動(dòng)小)；注意：防塵、防爆、防腐等問(wèn)題，并要定期校驗(yàn)。彈性式壓力計(jì)4.3.2膜式壓力計(jì)膜片式——測(cè)量腐蝕性介質(zhì)、非凝固、非結(jié)晶介質(zhì)；膜盒式——測(cè)量氣體的微壓和負(fù)壓。精度：2.5級(jí)測(cè)量范圍：膜片式：真空或0~6×106Pa膜盒式：0~±4×104Pa特點(diǎn)4.3.3波紋管式壓力計(jì)波紋管是外周沿軸向有深槽形波紋褶皺，可沿軸向伸縮的薄壁管子。它受壓時(shí)線性輸出范圍比受拉時(shí)大，故常在壓縮狀態(tài)下使用。用途：做流量和液位測(cè)量的顯示儀表。4.3.4彈性式壓力計(jì)的誤差來(lái)源遲滯誤差：相同壓力下，同一彈性元件正反行程的變形不一樣；彈性后效誤差：彈性元件變形落后于被測(cè)壓力變化；（動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差）間隙誤差：儀表的各種活動(dòng)部件之間有間隙，示值與彈性元件的變形不完全對(duì)應(yīng)；摩擦誤差：儀表活動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，相互間有摩擦力；溫度誤差：環(huán)境溫度改變會(huì)引起金屬材料彈性模量變化。達(dá)到0.1%的精度是極為困難的。4.3.5彈性式壓力計(jì)的改善途徑采用“全彈性”和“恒彈性”材料：減小遲滯誤差和后效誤差；如合金Ni42CrTi、Ni36CrTiA、熔凝石英；采用新的轉(zhuǎn)化技術(shù)，減小中間環(huán)節(jié)，如電阻應(yīng)變技術(shù)、差動(dòng)變壓器技術(shù)；采用無(wú)干摩擦的彈性軸承或磁懸浮軸承；改善制造工藝。4.4電遠(yuǎn)傳式壓力計(jì)根據(jù)測(cè)量原理分類：電阻式電容式電感式振弦式4.4.0遠(yuǎn)傳式彈簧管壓力計(jì)差動(dòng)變壓器式壓力計(jì)霍爾片式壓力傳感器

圖3-9

霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)：霍爾片為一半導(dǎo)體材料制成的薄片。在霍爾片的Z軸方向加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的恒定磁場(chǎng)，在Y軸方向加一外電場(chǎng)（接入直流穩(wěn)壓電源），便有恒定電流沿Y軸方向通過(guò)。電子逆電流方向運(yùn)動(dòng)，由于受洛倫茲力的作用，而使電子的運(yùn)動(dòng)軌道發(fā)生偏移，造成霍爾片的一個(gè)端面上有電子積累，另一個(gè)斷面上正電荷過(guò)剩，于是在霍爾片的X軸方向上出現(xiàn)電位差，稱霍爾電勢(shì)。這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻栯妱?shì)表示為式中，UH為霍爾電勢(shì)；RH為霍爾常數(shù)，與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；I為控制電流的大小。

霍爾電勢(shì)與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I成正比。提高B和I值可增大霍爾電勢(shì)UH，但兩者都有一定限度，一般I為3～20mA，B約為幾千高斯，所得的霍爾電勢(shì)UH約為幾十毫伏數(shù)量級(jí)。

導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng)，不過(guò)它們的霍爾電勢(shì)遠(yuǎn)比半導(dǎo)體的霍爾電勢(shì)小得多。注意將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器，如圖所示。

霍爾片式壓力傳感器1—彈簧管；2

—磁鋼；3

—霍爾片

當(dāng)被測(cè)壓力引入后，在被測(cè)壓力作用下，彈簧管自由端產(chǎn)生位移，因而改變了霍爾片在非均勻磁場(chǎng)中的位置，使所產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)與被測(cè)壓力成比例。

利用這一電勢(shì)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示和自動(dòng)控制。

霍爾片式壓力傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。

4.4.1電阻應(yīng)變式壓力變送器箔式應(yīng)變片：

0.003~0.01ｍｍ（1）金屬電阻絲應(yīng)變片式傳感器

在均勻應(yīng)力σ的作用下,導(dǎo)線電阻的相對(duì)變化量為單根導(dǎo)線的電阻Ｒ：電阻率ρ、長(zhǎng)度ｌ和截面積Ｓ，其關(guān)系：對(duì)于圓導(dǎo)線，，故近似有受拉時(shí)，l增大的同時(shí)d減小，反之，受壓時(shí)，l減小，同時(shí)d增大，定義材料的泊松比：μ——材料的泊松比，

金屬:０.2~０.4

半導(dǎo)體:0.35定義應(yīng)變Ｋ：導(dǎo)線每單位應(yīng)變引起的電阻值的相對(duì)變化量。

Ｋ越大越好！應(yīng)力σ引起材料應(yīng)變靈敏系數(shù)金屬材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K影響很小式中：為應(yīng)變，——材料的泊松比。K=1.7~3.6材料—康銅（Ni45%,Cu55%）靈敏系數(shù)約為1.9~2.1，鐵鉻鋁合金（Fe70%，Cr2%，AL５％）靈敏系數(shù)約為2.4~2.6；直徑—0.05~0.15mm。紙或膠質(zhì)：0.02-0.04mm應(yīng)變片分布設(shè)計(jì)？分析邊緣固定膜片上的應(yīng)變分布狀況！受拉膜片受壓切向應(yīng)變?chǔ)舤和徑向應(yīng)變?chǔ)舝既和壓力有關(guān)，又和該點(diǎn)距膜片中心的遠(yuǎn)近有關(guān)。在膜片中心，徑向應(yīng)變和切向應(yīng)變都達(dá)到最大值；當(dāng)x=0.58r時(shí)，徑向應(yīng)變?chǔ)舝

=0；當(dāng)x=r時(shí)，徑向應(yīng)變達(dá)到負(fù)最大值，而切向應(yīng)變?yōu)?；切向應(yīng)變：徑向應(yīng)變：測(cè)量電橋應(yīng)變片粘帖位置平膜片上的應(yīng)變分布舉例：用電阻應(yīng)變片制作電子秤金屬電阻絲應(yīng)變片貼牢在懸臂梁上下表面，懸臂梁遠(yuǎn)端加砝碼使它彎曲，上表面受到拉伸，下表面受到壓縮。所以上表面電阻阻值變大，下表面電阻阻值變小。

應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖1敏感柵；2引線；3粘結(jié)劑；4蓋層；5基底分別將一個(gè)、兩個(gè)或四個(gè)電阻應(yīng)變片與固定電阻組成電橋（所謂單臂、半橋或全橋）,以電壓表為平衡檢測(cè)器。未加砝碼時(shí)，調(diào)節(jié)電橋平衡，輸出電壓為零。隨著負(fù)載增加，電橋不平衡性加大，電壓表讀數(shù)越大。m→p→R→Uom=f(Uo)

——線性關(guān)系金屬電阻絲應(yīng)變片式傳感器的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：金屬絲或箔式應(yīng)變片性能穩(wěn)定，精確度高，已得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)：靈敏度系數(shù)較?。?.4~2.6），對(duì)粘貼工藝要求嚴(yán)格，不利于使用。粘貼位置：防止受被測(cè)介質(zhì)污染、氧化、腐蝕，貼在彈性元件不和被測(cè)介質(zhì)接觸的一面。（2）半導(dǎo)體壓阻式傳感器?半導(dǎo)體的定義：是指常溫下導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料。?半導(dǎo)體材料：摻雜質(zhì)的單晶硅或鍺，具有晶體屬性，即各向異性。?導(dǎo)電特性：半導(dǎo)體通過(guò)電子或空穴傳導(dǎo)的方式傳輸電流。?擴(kuò)散硅壓阻式傳感器制作工藝：在半導(dǎo)體材料上用擴(kuò)散方法形成的電阻；?特點(diǎn)：靈敏度系數(shù)大、彈性元件和應(yīng)變電阻集成在一起，易大批量生產(chǎn)，利于微型化、集成化和智能化。半導(dǎo)體材料應(yīng)變靈敏系數(shù)K影響很小壓阻系數(shù)應(yīng)力彈性模量應(yīng)變半導(dǎo)體材料的π、E、K均為各向異性，是隨晶向而變的參數(shù)。（３）單晶硅的晶向和晶面表示及其壓阻系數(shù)舉例1：圖中，ＡＢＣ為某一晶面，晶面的法線方向就 是晶向(為Ｎ），與x,y,z軸的方向余弦分別為 :cosα,cosβ,cosγ；該平面在x,y,z軸的截距分別為r,s,t,則ABC晶面的晶向——〈ｈｋｌ〉

ABC晶面——（ｈｋｌ）h,k,l為密勒指數(shù)，它們?yōu)闊o(wú)公約數(shù)的最大整數(shù)①晶向和晶面表示方法名稱晶面晶向ABCD(100)<100>ADGF(110)<110>AFH(111)<111>BCHE(110)<110>②壓阻系數(shù)σl

——縱向應(yīng)力；σt

——橫向應(yīng)力；πl(wèi)

——縱向壓阻系數(shù)；πt

——橫向壓阻系數(shù)。獨(dú)立的正應(yīng)力獨(dú)立的剪應(yīng)力六個(gè)獨(dú)立的應(yīng)力將引起六個(gè)獨(dú)立的電阻率的相對(duì)變化量。壓阻系數(shù)剪應(yīng)力不引起正向壓阻效應(yīng)正應(yīng)力不引起剪切壓阻效應(yīng)剪切應(yīng)力只在自身剪切平面內(nèi)產(chǎn)生壓阻效應(yīng)無(wú)交叉影響。由于正立方晶體的對(duì)稱性，正向壓阻效應(yīng)相等。由于對(duì)稱性，正應(yīng)力產(chǎn)生橫向壓阻效應(yīng)并且相等。由于對(duì)稱性，剪切壓阻效應(yīng)相等。正向電阻率相對(duì)變化量(δ1,δ2,δ3)由正向壓阻效應(yīng)和橫向壓阻效應(yīng)構(gòu)成；剪切電阻率相對(duì)變化量(δ4,δ5,δ6)僅由剪切壓阻效應(yīng)構(gòu)成。典型壓阻系數(shù)③影響壓阻系數(shù)大小的因素雜質(zhì)濃度↑壓阻系數(shù)↓溫度↑壓阻系數(shù)↓（4）固態(tài)壓阻器件金屬絲應(yīng)變片金屬絲電阻具有一定的溫度系數(shù)；彈性元件（基底）與金屬絲的線膨脹系數(shù)不等；擴(kuò)散硅壓阻應(yīng)變片溫度特性 補(bǔ)償方法金屬絲應(yīng)變片：僅適用于恒流源供電電橋法；擴(kuò)散硅壓阻應(yīng)變片：電橋法集成方法軟件法MPX4100AMAX1457ST3000（5）測(cè)量橋路及溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償差動(dòng)結(jié)構(gòu)（2個(gè)應(yīng)變片）——電橋（相鄰橋臂）——實(shí)現(xiàn)：溫度補(bǔ)償，輸出電壓靈敏度↑1倍。電橋結(jié)構(gòu)（4個(gè)應(yīng)變片）——電橋（4個(gè)橋臂）——溫度補(bǔ)償，電壓靈敏度↑2倍。?恒壓源供電電橋假設(shè)1：４個(gè)電阻的初始值為Ｒ，當(dāng)有壓力時(shí)，應(yīng)力變化，電阻值兩個(gè)↑ΔＲ，兩個(gè)↓ΔＲ。假設(shè)2：溫度變化則每個(gè)電阻值會(huì)變化ΔＲｔ；電橋輸出電壓為整理若說(shuō)明：電橋輸出Uo~ΔR/R~P(被測(cè)壓力)；與U的大小和精度有關(guān)；當(dāng)ΔＲｔ≠0時(shí)，還與溫度有關(guān)；恒壓源供電原理的測(cè)量橋路，不能消除溫度的影響。?恒流源供電電橋假設(shè)：兩個(gè)支路的電阻相等，即 電橋輸出Uo~ΔR~P(被測(cè)壓力)；與電流源I的大小和精度有關(guān)；與無(wú)關(guān)；恒流源供電原理的測(cè)量橋路，能消除溫度的影響。橋路輸出說(shuō)明:?零點(diǎn)溫度補(bǔ)償零點(diǎn)溫度漂移，是由于4個(gè)擴(kuò)散電阻的阻值及其溫度系數(shù)不一致造成的。串聯(lián)電阻主要起調(diào)零的作用，并聯(lián)電阻主要起補(bǔ)償?shù)淖饔?。?dāng)溫度升高時(shí)，如果R2增加比較大，就會(huì)使D點(diǎn)電位低于B點(diǎn)電位，B、D兩點(diǎn)間的電位差即為零點(diǎn)漂移。如何消除呢？在R2上并聯(lián)一個(gè)溫度系數(shù)為負(fù)、阻值較大的電阻RpRp和Rs如何計(jì)算？?零點(diǎn)溫度補(bǔ)償Rp和Rs如何計(jì)算？由以上四式求得Rp’，Rs’,α和β，再計(jì)算出常溫下Rp和Rs的值，然后選擇該溫度系數(shù)的電阻即可。?靈敏度溫度補(bǔ)償為什么要進(jìn)行靈敏度補(bǔ)償？如何進(jìn)行靈敏度補(bǔ)償？答：因?yàn)閴鹤柘禂?shù)隨溫度變化引起靈敏度溫度漂移。答：在電源回路中串聯(lián)二極管。4.4.2電容式壓力（差壓）變送器微位移式變送器壓力測(cè)量膜片微位移電容變化測(cè)量電路標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(1)結(jié)構(gòu)形式（2）特點(diǎn)精度可達(dá)±0.075％?？蓽y(cè)壓力、差壓、絕對(duì)壓力、帶開方器的差壓（流量測(cè)量）以及高差壓、微差壓、高靜壓。靈敏度高：利于微壓測(cè)量。ΔＣ/Ｃ相對(duì)變化量大:30～50％輸出信號(hào)大、抗干擾能力強(qiáng)。環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，工作穩(wěn)定性優(yōu)良。抗過(guò)載能力強(qiáng)，過(guò)載消除后可恢復(fù)正常工作。安裝方位有影響；存在分布電容的影響；測(cè)量膜片工作特性存在非線性。制造難度大：(微位移：0.1mm)，加工精度要求高。開環(huán)誤差按1:1傳遞。膜片微小蠕變、測(cè)量電路誤差影響整機(jī)性能。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：（3）工作原理①檢測(cè)元件檢測(cè)元件工作原理膜片半徑任意半徑求出C0和CA就可求出CL和CH了輸出電流與壓差呈線性關(guān)系振蕩器激勵(lì)電壓補(bǔ)充：干式陶瓷電容壓力傳感器（變送器）傳感器基底和膜片都采用陶瓷，基底和膜片電極構(gòu)成電容，中間無(wú)傳遞液，壓力直接作用在陶瓷膜片上，使膜片產(chǎn)生0.03mm的位移,電容的變化值經(jīng)激光微調(diào),傳感器專用信號(hào)調(diào)理電路ASIC放大。電極材料：采用鈀銀電極漿料（Pd-Ag電極）。優(yōu)點(diǎn)：零力學(xué)滯后、高彈性、無(wú)污染，抗腐蝕性好、蠕變和遲滯小、溫漂小、過(guò)載能力強(qiáng)，抗磨損、蠕變??；兼有較高的熱導(dǎo)率和電絕緣強(qiáng)度；安裝位置無(wú)影響；可測(cè)量低微壓力。缺點(diǎn)：差壓傳感器制作困難。硅電容壓力傳感器（變送器）對(duì)稱的差動(dòng)電容被刻蝕到單晶硅片上，壓力使硅片彎曲，電容器兩極間的距離發(fā)生了改變，傳感器的電容值相應(yīng)的也變了。這種傳感器兼有電容式和硅傳感器的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外都是研究熱點(diǎn)，并有相關(guān)產(chǎn)品，如富士、沈陽(yáng)傳感器研究所等都在研究生產(chǎn)，具有很大發(fā)展前景。微機(jī)械加工技術(shù):MEMS4.4.3電感式壓力（差壓）變送器（1）工作原理組成：1線圈，2鐵芯，3銜鐵空氣隙的磁阻導(dǎo)磁體的磁阻自感式傳感器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)帶氣隙的鐵心線圈。目前常用的自感式傳感器有變氣隙式和變面積式兩種。非線性項(xiàng)非線性項(xiàng)（2）結(jié)構(gòu)4.4.4振弦式壓力（差壓）變送器以拉緊的金屬弦作為敏感元件。當(dāng)弦的長(zhǎng)度確定之后，其固有振動(dòng)頻率的變化量即可表征弦所受拉力的大小,通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量電路,就可得到與拉力成一定關(guān)系的電信號(hào)（頻率信號(hào)）。4.4.4振弦式壓力（差壓）變送器弦振動(dòng)的激勵(lì)方式：連續(xù)激勵(lì)法和間歇激勵(lì)法因?yàn)橹校l率與張力是非線性關(guān)系，所以需加裝線性化變換電路。三個(gè)方面——選用時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝對(duì)壓力檢測(cè)的要求、被測(cè)介質(zhì)的特性、現(xiàn)場(chǎng)使用的環(huán)境等條件本著節(jié)約的原則合理地考慮儀表的量程、精度、類型（材質(zhì)）等。⑴量程儀表的量程是指該儀表可按規(guī)定的精確度對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量的范圍關(guān)鍵：根據(jù)被測(cè)參數(shù)的大小來(lái)確定，同時(shí)必須考慮到被測(cè)對(duì)象可能發(fā)生的異常超壓情況，對(duì)儀表的量程選擇必須留有足夠的余地。

測(cè)量穩(wěn)定壓力：最大工作壓力Pimax不超過(guò)上限值Pmax的3/4

測(cè)量脈動(dòng)壓力：最大工作壓力Pimax不超過(guò)上限值Pmax的2/3

測(cè)量高壓壓力：最大工作壓力Pimax不超過(guò)上限值Pmax的3/5

最小工作壓力Pimin不低于上限值Pmax的1/3

儀表的量程等級(jí)：1、1.6、2.5、4.0、6.0kPa以及它們10n倍。

在選用儀表量程時(shí)，應(yīng)采用相應(yīng)規(guī)程或者標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)值。這只是一個(gè)一般經(jīng)驗(yàn)要求，不是絕對(duì)的??！被測(cè)參數(shù)的正常值一般要求工作在儀表量程1/3~2/3為宜。（經(jīng)驗(yàn)要求而已）4.5壓力表的選擇、校驗(yàn)和安裝4.5.1壓力表的選擇⑵儀表精度——根據(jù)生產(chǎn)允許的最大誤差來(lái)確定，即要求儀表的基本誤差應(yīng)小于實(shí)際被測(cè)壓力允許的最大絕對(duì)誤差。——在選擇時(shí)應(yīng)堅(jiān)持節(jié)約的原則，只要測(cè)量精度能滿足生產(chǎn)的要求，就不必追求用過(guò)高精度的儀表。例：有一壓力容器在正常工作時(shí)壓力范圍為0.4～0.6MPa，要求使用彈簧管壓力表進(jìn)行檢測(cè)，并使測(cè)量誤差不大于被測(cè)壓力的±4％，試確定該表的量程和精度等級(jí)。解：

由題意可知，被測(cè)對(duì)象的壓力比較穩(wěn)定，設(shè)儀表量程為0～AMPa，則根據(jù)工作壓力的要求：根據(jù)儀表的量程系列，可選用量程范圍為0～1.0MPa的彈簧管壓力表。由題意，被測(cè)壓力的允許最大絕對(duì)誤差為：Δmax=±0.4*4%=±0.016MPa這就要求所選儀表的相對(duì)百分誤差為：0.016/（1-0）*100%=1.6%按照儀表的精度等級(jí)，可選擇1.5級(jí)的壓力表。⑶儀表類型正確選用儀表類型是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的前提。主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:儀表的材料壓力檢測(cè)(檢測(cè)儀表)的特點(diǎn)是壓力敏感元件往往要與被測(cè)介質(zhì)直接接觸，因此在選擇儀表材料的時(shí)候要綜合考慮儀表的工作條件。輸出信號(hào)類型只需觀察壓力變化的，可選如彈簧管壓力表、液柱式壓力計(jì)那樣的直接指示型的儀表；如需將壓力信號(hào)遠(yuǎn)傳到控制室或其他電動(dòng)儀表，則可選用電氣式壓力檢測(cè)儀表或其他具有電信號(hào)輸出的儀表；如果要檢測(cè)快速變化的壓力信號(hào)，則可選用電氣式壓力檢測(cè)儀表，如壓阻式壓力傳感器；如果控制系統(tǒng)要求能進(jìn)行數(shù)字量通信，則可選用智能式壓力檢測(cè)儀表。例如：對(duì)腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)應(yīng)使用像不銹鋼之類的彈性元件或敏感元件；氨用壓力表則要求儀表的材料不允許采用銅或銅合金，因?yàn)榘睔鈱?duì)銅的腐蝕性極強(qiáng)；又如氧用壓力表在結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上可以與普通壓力表完全相同，但要禁油，因?yàn)橛瓦M(jìn)入氧氣系統(tǒng)極易引起爆炸。

⑶儀表類型使用環(huán)境對(duì)爆炸性較強(qiáng)的環(huán)境，在使用電氣壓力儀表時(shí)，應(yīng)選擇防爆型壓力儀表；對(duì)于溫度特別高或特別低、環(huán)境溫度變化大的場(chǎng)合，應(yīng)選擇使用溫度適當(dāng)、溫度系數(shù)小小的敏感元件以及其他變換元件。上述選型原則也適用于差壓、流量、液位等其它檢測(cè)儀表的選型舉例

例3某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～28MPa，測(cè)量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量范圍。

解由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力脈動(dòng)較大，所以選擇儀表的上限值為根據(jù)就地觀察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求，由本章附錄一，可查得選用YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為0～60MPa。

由于，故被測(cè)壓力的最小值不低于滿量程的1/3，這是允許的。另外，根據(jù)測(cè)量誤差的要求，可算得允許誤差為

所以，精度等級(jí)為1.5級(jí)的儀表完全可以滿足誤差要求。至此，可以確定，選擇的壓力表為YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為0～60MPa，精度等級(jí)為1.5級(jí)。

4.5.2壓力表的校驗(yàn)（1）取壓口的選擇原則：①取壓口要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，不要選在管道彎曲、分叉及流束形成渦流的地方。②當(dāng)管道中有突出物（如溫度計(jì)套管）時(shí)，取壓口應(yīng)在突出物的上游方向一側(cè)。③取壓口處在管道閥門、擋板之前或之后時(shí)，其與閥門、擋板的距離應(yīng)大于2D及3D（D為管道內(nèi)徑）。④流體為液體介質(zhì)時(shí)，取壓口應(yīng)開在管道橫截面的下側(cè)部分，以防止介質(zhì)中氣泡進(jìn)入壓力