實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常用U形管汞壓力計(jì)測(cè)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(dòng)記錄,因此這種壓力計(jì)逐漸被數(shù)字式電子壓力計(jì)所取代。數(shù)字式電子壓力計(jì)具有體積小、度高、操作簡單,便于遠(yuǎn)距離觀測(cè)和能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)記錄等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。主要壓力傳感器、測(cè)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(dòng)信號(hào)或電動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制和遠(yuǎn)傳的設(shè)備。
它能將測(cè)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(hào)(如4~20mADC等),以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行測(cè)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(hào)傳到電子設(shè)備,進(jìn)而在計(jì)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(hào)轉(zhuǎn)變成電流(4-20mA)這樣的電子信號(hào)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(gè)壓力和電壓或電流的關(guān)系式壓力變送器的被測(cè)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(cè)量膜片兩側(cè)。
壓力變送器的發(fā)展大體經(jīng)歷了四個(gè)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(jì)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(cè)量精度提高而且逐漸向智能化發(fā)展,數(shù)字信號(hào)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(dòng)電感式變送器和陶瓷電容式變送器等不同類型。