数字式压力计

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第211页（2505字）

数字压力计是利用压力传感器作压力转换元件，直接显示压力值的压力计。它既可以以数字直接显示被测压力，又可以输出模拟电信号供数据采集系统采集处理。

大部分压力传感器只输出模拟电量(电压、电流)，需经采样，模一数(A／D)转换，变成数字量，直接显示压力大小，特点是无污染，无需各项修正和判读误差，特别是在自动控制系统中得到广泛应用。它的精确度和稳定性取决于压力传感器的静态特性。目前，市场上的数字压力计种类繁多，它们的主要区别是所用感压元件不同。我国由于压力传感器技术比较落后，生产的数字压力计一般准确度较低，长期稳定性也较差。国外数字压力计生产厂家生产的数字压力计，一般采用石英晶体压力传感器、振动筒压力传感器和石英波登管压力传感器作为感压元件，由于传感器性能较好，因此，数字压力计的准确度较高。尽管如此，由于传感器的长期稳定性较差，国外厂家给出的准确度一般都是在90天或180内的，要保证其准确度，需要每年校准几次。这对于没有上一级标准的用户来说，是很不方便的。

值得一提的是精密天平式数字压力计，这种压力计溶数字压力计的使用方便和活塞压力计的可靠于一身，能通过随仪器带的标准砝码作自校准，以保证仪器的准确度。因此，精密天平式数字压力计具备作为压力标准的条件。其原理图见图4．8－14。它主要由弹性元件、天平臂、光电探测器和补偿线圈等组成。

图4．8－14 数字压力计原理示意图

天平臂的一端与弹性元件相连并备有自校准时所需的砝码挂环，另一端与一线圈相连，线圈位于永久磁铁产生的磁场中。天平的平衡位置由位于天平臂端的光电探测器测量

当没有压力作用在弹性元件时，天平处于平衡位置，这时，光电探测器输出信号为零。当有压力作用在弹性元件时，天平失去平衡，光电探测器将有信号输出。

当被测压力导人有效面积已知的弹性元件后，压力将被转变为力并作用在天平臂上，使天平失去平衡，光电探测到天平失衡后，将有电信号输出，该信号驱动伺服放大器向天平臂上的线圈通电，由于电流在线圈中流动而产生磁场，这个磁场与永久磁场相互作用产生的力矩与被测压力在天平另一端产生的矩大小相等，方向相反，使天平保持平衡，司服放大器供给线圈的电流，这一电流正比于导入弹性元件的压力，测准这一电流值就相当于测出压力值。

把上述电流通过精密电阻，产生与系统所受压力成正比的电压，经A／D转换，供计算机处理。

由于在传感器结构上采取了独特的天平结构，因此，可以用标准砝码来对整个系统进行校准，这减少了用户到标准实验室的检定次数，大大方便了用户，也保证了仪器的可靠性。

我国的数字压力计生产厂迅速发展着，但大量生产的是±0．05%以下的，逐渐代替了气压计、微压计、活塞压力计以及大量使用着的弹性式压力计。

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