實驗室經(jīng)常用U形管汞壓力計測量從真空到外界大氣壓這一區(qū)間的壓力。雖然這種方法原理簡單、形象之光,但由于汞的毒害以及不便于遠(yuǎn)距離觀察和自動記錄,因此這種壓力計逐漸被數(shù)字式電子壓力計所取代。數(shù)字式電子壓力計具有體積小、度高、操作簡單,便于遠(yuǎn)距離觀測和能夠?qū)崿F(xiàn)自動記錄等優(yōu)點,目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。主要壓力傳感器、測量電路和電性指示器三部分組成。壓力傳感器主要由波紋管、應(yīng)變梁和半導(dǎo)體應(yīng)變片組成。
壓力變送器是一種將壓力轉(zhuǎn)換成氣動信號或電動信號進(jìn)行控制和遠(yuǎn)傳的設(shè)備。
它能將測壓元件傳感器感受到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(如4~20mADC等),以供給指示報警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測量、指示和過程調(diào)節(jié)。
壓力變送器的主要作用把壓力信號傳到電子設(shè)備,進(jìn)而在計算機(jī)顯示壓力其原理大致是:將水壓這種壓力的力學(xué)信號轉(zhuǎn)變成電流(4-20mA)這樣的電子信號壓力和電壓或電流大小成線性關(guān)系,一般是正比關(guān)系。所以,變送器輸出的電壓或電流隨壓力增大而增大由此得出一個壓力和電壓或電流的關(guān)系式壓力變送器的被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,低壓室壓力采用大氣壓或真空,作用在δ元(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上,通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。
壓力變送器的發(fā)展大體經(jīng)歷了四個階段:
(1)早期壓力變送器采用大位移式工作原理,如水銀浮子式差壓計及膜盒式差壓變送器,這些變送器精度低且笨重。
(2)20世紀(jì)50年代有了精度稍高的力平衡式差壓變送器,但反饋力小,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可靠性、穩(wěn)定性和抗振性均較差。
(3)20世紀(jì)70年代中期,隨著新工藝、新材料、新技術(shù)的出現(xiàn),尤其是電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,出現(xiàn)體積小巧,結(jié)構(gòu)簡單的位移式變送器。
(4)20世紀(jì)90年代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,變送器測量精度提高而且逐漸向智能化發(fā)展,數(shù)字信號傳輸更有利于數(shù)據(jù)采集,出現(xiàn)了擴(kuò)散硅壓阻式變送器、電容式變送器、差動電感式變送器和陶瓷電容式變送器等不同類型。